與傳統(tǒng)制造技術相比,該技術具有以下特點:
?。?)高柔性:無需專用工裝夾具,無需大規(guī)格原材料,通過軟件程序驅(qū)動實現(xiàn)柔性加工;
?。?)精密性:產(chǎn)品復雜程度(形狀和尺寸)受限制小,適用于成形大型/空腔(心)/薄壁類結構零件,能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品近凈成形;
?。?)高品質(zhì):高能激光的快速熔化和凝固獲得致密組織,力學性能達到或超過鍛件水平;
?。?)低成本:材料利用率高(遠高于鍛件利用率),后續(xù)機加工量小,從原材料到零件的整個制造周期短(相對鍛造可縮短2/3以上),綜合成本低于傳統(tǒng)制造技術;
?。?)匹配性:根據(jù)實際使用需要能夠?qū)崿F(xiàn)不同合金制造或“變成分”零件制造,滿足不同部位的服役條件與性能要求。
從以上特點分析,對于大型整體構件,采用該技術可以避免傳統(tǒng)制造技術對設備及大規(guī)格原材料的苛刻要求,對于復雜腔體結構,采用該技術解決了常規(guī)成形工藝很難或無法實現(xiàn)的加工困難。同時解決了傳統(tǒng)制造技術存在的材料利用率低、變形抗力大、加工周期長、制造成本高等問題。
國外有關激光成形技術研究以美國為主,包括美國Los Alamos國家實驗室、Sandia國家實驗室、AeroMet公司和GE公司等。其中AeroMet公司主要致力于飛機鈦構件激光成形技術開發(fā)及工程化應用,該公司采用該技術生產(chǎn)了多個飛機的次承力鈦合金構件,綜合性能與鍛件相當,已在先進的軍民用飛機上裝機應用。國內(nèi)先后有西北工業(yè)大學、北京航空航天大學、北京有色金屬研究總院等單位針對TC4、TA15等航空結構鈦合金開展了該技術的基礎和應用研究,部分單位的研究成果已實際裝機。
另外,目前,鈦合金鍛鑄件應用廣泛,但受設備、工藝技術和刀具等限制,生產(chǎn)的鍛鑄件及零件經(jīng)常出現(xiàn)缺肉(鍛造、鑄造)、裂紋(鍛造、鑄造、熱處理)、尺寸超差(鍛造、鑄造、誤加工)等問題,嚴重影響了型號研制進度?;诩す獬尚蔚男迯图夹g應運而生,相對常規(guī)的修復技術,具有修復體性能高,設備可達性好,受零件尺寸限制小、修復周期短、綜合成本低等特點,適用于鈦合金等昂貴零件的修復,可最大限度地挽救常規(guī)技術不可修復的零件(包括運營飛機的零件),為解決飛機研制和使用過程出現(xiàn)缺陷、損傷、腐蝕等提供了一種新的快捷的解決途徑,國內(nèi)西北工業(yè)大學最先開展激光修復技術研究,已為國內(nèi)多個型號飛機及發(fā)動機提供了激光修復技術服務。
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