近日，中國科學院西安光學精密機械研究所召開了“商用航空發(fā)動機帶熱障涂層火焰筒超短脈沖激光精密制孔設備及全套加工工藝”評審會，來自中國航發(fā)商發(fā)、中航動力等4家單位共17名專家與代表參加了此次會議。經(jīng)與會專家質(zhì)詢、討論以及現(xiàn)場考察等環(huán)節(jié)，評審專家組認為基于機械臂的柔性火焰筒超短脈沖激光精密制孔設備及全套加工工藝實現(xiàn)了帶熱障涂層火焰筒異形孔的高品質(zhì)加工，可用于商用發(fā)動機帶涂層火焰筒異形氣膜孔的加工。
評審會現(xiàn)場
火焰筒是航空發(fā)動機燃燒室的主要組成部件，也是發(fā)動機最重要的受熱部件之一，燃油和壓縮空氣在火焰筒內(nèi)混合燃燒，將燃油的化學能轉(zhuǎn)化為熱能。隨著航空發(fā)動機性能不斷提升，航空發(fā)動機燃燒室進口溫度也隨之不斷提高，為保障火焰筒在極端高溫環(huán)境下穩(wěn)定持續(xù)工作，必須對其進行冷卻降溫，通過在火焰筒合金材料上涂覆涂層并結合氣膜冷卻的方式是目前采用的主要手段之一。
航空發(fā)動機火焰筒（圖片來源于網(wǎng)絡）
對于帶熱障涂層火焰筒氣膜孔的加工，國內(nèi)通常采用先打孔再涂覆涂層的方式，存在涂層材料沉積導致孔徑縮隨機性小等問題；而采用長脈沖激光加工帶熱障涂層火焰筒氣膜孔，又存在涂層表面飛濺、燒蝕、涂層崩邊等缺陷，嚴重影響火焰筒的工作壽命。
基于機械臂的柔性火焰筒皮秒激光精密制孔設備
針對上述工藝難題，西安光機所攻克了一批核心技術、關鍵工藝及整機系統(tǒng)集成技術，研發(fā)的基于機械臂的柔性火焰筒超短脈沖激光精密制孔設備及全套加工工藝，在國內(nèi)率先實現(xiàn)了帶熱障涂層火焰筒異形氣膜孔高品質(zhì)（涂層無掉塊、無開裂、表面無飛濺及燒蝕等缺陷、氣膜孔幾何尺寸和位置度符合設計要求）一次性制孔，并從根本上解決了涂層材料沉積導致孔徑縮小等難題，為帶熱障涂層發(fā)動機火焰筒氣膜孔制造提供了全新加工手段,對于加快我國商用航空發(fā)動機自主化進程具有重要的支撐意義。 （光子制造系統(tǒng)與應用研究中心 供稿）
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