Titanium de aplicação aeroespacial: pesquisa sobre tecnologia de fabricação aditiva de deposição a laser para grandes produtos para rolamentos de veículos de lançamento do veículo

A Additive Manufacturing (AM), também conhecida como tecnologia de impressão 3D, é uma tecnologia de fabricação digital de ponta que se desenvolveu rapidamente nos últimos anos. Fabricação aditiva Com base em dados tridimensionais de design de CAD, o uso de camadas de materiais discretos por camada para fabricar peças sólidas, é um processo de fabricação de acumulação de material "de cima para baixo" e fabricação de redução de material tradicional (como usinagem, moagem química e outros Métodos de remoção de material) e fabricação igual de material (fundição, estampagem e outros métodos de controle de molde) têm uma diferença essencial. A tecnologia de fabricação aditiva tem as vantagens da produção rápida de produtos complexos de estrutura, utilização eficiente de matérias -primas, alta otimização da estrutura do produto e adaptação à produção personalizada de pequenos lotes. Nos últimos anos, com o desenvolvimento cada vez mais maduro da tecnologia de fabricação aditiva, ela tem sido cada vez mais aplicada no campo da fabricação aeroespacial em casa e no exterior, fornecendo uma nova maneira de realizar a fabricação ágil e flexível e a formação de produtos complexos de produtos estruturais complexos.

Os principais produtos de carga do corpo de veículos de lançamento da China são tradicionalmente produzidos por máquina de forjamento. O suporte de agrupamento do estágio central de um determinado modelo de transportadora é usado para transferir o impulso do reforço para a estrutura do núcleo. As dimensões do produto são 1300 mm × 630 mm × 350 mm e o corpo principal é uma estrutura trapézóide invertida da placa de parede curva + junta de carga. A espessura da parede mais fina da estrutura é de 5 mm e a espessura máxima da parede é de 60 mm. O produto possui tamanho grande, estrutura complexa e grande diferença na espessura da parede, e a carga máxima de uma única peça no estado de trabalho é superior a 200 T, que é um produto típico de mancal de tamanho grande e estrutura complexa de alta carga. Este produto costumava ser formado pela máquina de forjamento de aço, forjando massa em branco de cerca de 3000 kg, a massa do corpo após o processamento é de cerca de 110 kg, a taxa de utilização do material é inferior a 4%e o resíduo de recursos é grave.

A liga de titânio Gr23 Titanium Fir possui as características de baixa densidade, alta resistência específica, alta temperatura e excelente resistência à corrosão, etc., e é amplamente utilizada na aviação, aeroespacial e outros campos. Através da combinação da aplicação de material de liga de titânio 6al4V Eli e tecnologia de fabricação aditiva, pode ser alcançado o objetivo da redução de peso do produto e da fabricação rápida, melhorando ainda mais a capacidade e a eficiência de transporte, enquanto supere as deficiências do modo "forjamento + máquina mais" de processo complexo e ciclo longo, e melhorando a utilização de materiais e a redução do desperdício de recursos.

Após o design otimizado, a matéria-prima do produto é alterada para TC11 (Ti-6.5al-3.5mo-1.5zr-0.3si) Material da liga de titânio, a densidade do material é inferior a 60% da densidade do material de aço bruto e a densidade A massa teórica de um único produto pode ser reduzida para 60 kg e o peso é reduzido em 45,4%. Espera -se que essa otimização estrutural atinja um aumento de quase 200 kg na capacidade de transporte do veículo de lançamento Leo, e o efeito da aplicação é notável.

Em vista do processo de fabricação do rolamento de agrupamento de núcleo de liga de titânio com base na tecnologia de fabricação aditiva, este artigo expõe a seleção e o design de processos do método e analisa e valida os principais links no processo de desenvolvimento.