金屬3d打印技術在航空航天領域的應用

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時間：2025-04-10

　　隨著航空航天工業(yè)對輕量化、高性能和復雜結構零部件的需求日益增長，傳統(tǒng)制造技術逐漸面臨瓶頸。激光選區(qū)熔化（Selective Laser Melting, SLM）作為一種先進的金屬增材制造技術，憑借其高精度、設計自由度和材料利用率等優(yōu)勢，正在成為航空航天領域顛覆性創(chuàng)新的核心驅動力。下面一起來看一下鐳明激光金屬3D打印在航空航天領域打印案例。

　　在航空航天領域，LiM-X260A打印的火焰筒框架整體為薄壁結構，薄壁處分布有大量氣膜冷卻孔，一體成形無疏松裂紋缺陷；同時，大大縮短加工周期，有效控制變形量。

　　火焰筒框架
　　打印設備:LiM-X260A
　　單件尺寸:208mmx208mmx247mm
　　打印時間:75h
　　打印材料:高溫合金 GH4169

　　閉式葉輪是流體機械（如離心泵、壓縮機）中的核心部件，由前輪盤、后輪蓋及中間葉片共同構成封閉流道，葉片多為三維曲面設計，傳統(tǒng)工藝制造難度大，使用LiM-X260A設備一體成形，無需分體制造與焊接，避免焊縫缺陷，提升結構完整性和疲勞壽命。葉輪角度過度平緩，范圍為0°~25°，應用小角度策略成功實現(xiàn)打印，充分體現(xiàn)了鐳明激光在無支撐打印方面的工藝技術能力。

　　閉式葉輪
　　打印設備:LiM-X260A
　　單件尺寸:116mmx116mmx30mm
　　打印時間:72h
　　打印材料:鋁合金 AISi10Mg

　　LiM-X260A直接成形鈦合金（TC4）中心筒，內(nèi)部流道及空腔結構可依據(jù)技術要求靈活優(yōu)化調(diào)整，省去開模時間與成本，有效縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)研發(fā)效率。

　　中心筒
　　打印設備:LiM-X260A
　　單件尺寸:249mmx249mmx92mm
　　打印時間:62h
　　打印材料:鈦合金 TC4

　　推力室是火箭發(fā)動機的核心，通過燃燒推進劑產(chǎn)生高溫高壓氣體，并利用噴管將其加速噴出，從而生成推動飛行器前進的反作用力，這就要求推力室能夠承受極端高溫、高壓運行環(huán)境。同時，推力室設計結構復雜、制造難度大、制造周期長，對其制造工藝提出嚴格要求。

　　采用金屬3D打印技術可大大簡化推力室制造過程，LiM-X260E一體成形純銅（T2）推力室，相比傳統(tǒng)工藝有效降低后續(xù)組裝成本，顯著縮短研發(fā)周期。純銅的高導熱性可快速分散熱應力，降低熱裂紋風險，尤其適配瞬態(tài)工況需求。

　　推力室
　　打印設備:LiM-X260E
　　單件尺寸:149mmx150mmx200mm
　　打印時間:96h
　　打印材料:純銅 T2

　　LiM-X260E打印的純銅散熱翅片結構表面光滑，翅片厚度0.5mm-1mm漸變設計，比表面積大，結合純銅的優(yōu)異導熱性能，能夠快速將熱量從熱源傳遞到翅片表面，散熱性能優(yōu)異。

　　散熱翅片結構
　　打印設備:LiM-X260E
　　單件尺寸:48mmx48mmx50mm
　　打印時間:15h
　　打印材料:純銅 T2

　　鐳明激光創(chuàng)造性地融合激光選區(qū)熔化與激光熔覆技術，成功制備多材料推力室，該零件精細結構多，具有復雜流道及薄壁結構。首先以LiM-X260A完成銅合金（CuCrZr）基體成形，再通過熔覆工藝在外表面添加高溫合金（GH4169）強化層，達到表面改性目的，兼顧結構強度與表面性能。

　　多材料推力室
　　打印設備:LiM-X260A
　　單件尺寸:200mmx200mmx300mm
　　打印時間:13天
　　打印材料:銅合金 CuCrZr+高溫合金 GH4169

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2025-04-16

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