近年來，鉑力特在LSF（激光立體成形）增材制造工藝的工程化應(yīng)用方面獲得了多項新進展，為大尺寸零部件的快速制造和低成本制造提供解決思路。鉑力特多項LSF增材制造工藝的技術(shù)成果和應(yīng)用成果將亮相今年5月在上海國家會展中心舉辦的TCT Asia 2024展會。接下來，讓我們先一步了解鉑力特在激光立體成形工程化應(yīng)用中取得的典型成果。
/ 航天大型結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)應(yīng)用
2024年1月，東方空間“引力一號”運載火箭成功發(fā)射。鉑力特參與了研制工作，利用LSF技術(shù)為客戶批量生產(chǎn)了30余件大型結(jié)構(gòu)件，縮短零件研制周期，幫助火箭成功發(fā)射。
在低成本制造方面，以隔離環(huán)為例。隔離環(huán)尺寸為φ560mm×70mm，利用傳統(tǒng)生產(chǎn)方式加工難度大，周期長；利用LSF技術(shù)，可以大大降低生產(chǎn)成本與能耗，縮短生產(chǎn)周期，提高材料利用率。
▲隔離環(huán)示意圖
/ 銅基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)展件
先進銅基復(fù)合材料是火箭發(fā)動機內(nèi)襯的重要組成部分。其襯里需要銅合金的高導(dǎo)熱性，外層則需要鎳基合金的高溫強度。傳統(tǒng)金屬連接技術(shù)在大型發(fā)動機部件制造時成本較高且工藝復(fù)雜。鉑力特針對銅合金導(dǎo)熱性能好、比熱容小，成形時激光光斑反射率大的特點，開發(fā)出雙金屬復(fù)合結(jié)構(gòu)的成形工藝及設(shè)備，打印出銅合金/高溫合金環(huán)形結(jié)構(gòu)件。環(huán)形結(jié)構(gòu)件尺寸為120mm×120mm×120mm（含基材），內(nèi)環(huán)為銅合金，外環(huán)為高溫合金，實現(xiàn)了異種材料變工藝分區(qū)成形。
▲環(huán)形結(jié)構(gòu)件
/ LSF大尺寸自成形結(jié)構(gòu)件
使用LSF技術(shù)打印大尺寸零件的某些懸空結(jié)構(gòu)時，需要添加實體支撐完成打印，造成零件重量增加、制造周期長、制造成本高等問題。鉑力特開發(fā)出大角度自成形工藝，打印出框梁縮比件和柵格結(jié)構(gòu)樣件?？蛄嚎s比件為鈦合金材料，尺寸為280mm×390mm×390mm，實現(xiàn)了大角度、較復(fù)雜特征的快速、一次成形制造，提升制造效率，降低制造成本。
▲框架縮比件
柵格結(jié)構(gòu)樣件尺寸為510mm×130mm×505mm，該工藝應(yīng)用到柵格類典型結(jié)構(gòu)中，可以在縮小成形幅面的同時大幅減少支撐，實現(xiàn)垂直結(jié)構(gòu)的快速毛坯制造，提高了LSF可成形零件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性。
▲柵格結(jié)構(gòu)樣件示意圖
隨著工業(yè)應(yīng)用要求的提高,苛刻的服役環(huán)境對同一零件的不同部位提出了不同的性能要求。鉑力特開發(fā)出LSF分區(qū)變參數(shù)成形工藝、梯度成形工藝以及多合金成形工藝，打破了零件原本單一的材料性能,使得關(guān)鍵零件部件在不同部位具有不同功能與性能，提高了零部件設(shè)計及優(yōu)化的自由度。TCT Asia 2024現(xiàn)場將展示BLT-C400設(shè)備打印出的相關(guān)梯度成形工藝和多合金成形工藝試樣。
▲鉑力特BLT-C400設(shè)備
鉑力特BLT-C400設(shè)備專注于航空航天零件修復(fù)和科研領(lǐng)域。為了實現(xiàn)更高效的修復(fù)需求，BLT-C400設(shè)備開發(fā)了輔助修復(fù)功能和自動修復(fù)功能，輔助修復(fù)功能能大幅縮減修復(fù)區(qū)采點-修復(fù)模型處理-修復(fù)程序處理時間；自動修復(fù)功能則通過高精度數(shù)據(jù)采集及算法重構(gòu)，實現(xiàn)葉片批量修復(fù)，大幅提高生產(chǎn)效率。為了實現(xiàn)更多材料、性能的開發(fā)探索，鉑力特BLT-C400設(shè)備為客戶提供了較寬的工藝窗口:光斑0.5mm-4mm,功率100W-2000W以及500℃預(yù)熱平臺，助力高熵合金、高熔點合金等多種材料開發(fā)。
鉑力特BLT-C400設(shè)備最大支持4路獨立送粉-混粉功能，支持4種材料的混合打印，可編輯實現(xiàn)線梯度，面梯度，層間梯度試塊打印。熔化凝固中的多物理場交互也是材料研究探索的方向，BLT-C400設(shè)備可選配數(shù)字化超聲波振動能場裝置以及數(shù)字化旋轉(zhuǎn)磁場裝置，助力客戶研究材料在電磁波（激光）-磁場-聲場綜合影響下的成形組織性能。
▲梯度試樣X射線熒光光譜儀檢測結(jié)果
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