国产C919大飞机等项目拉动激光产业升级
另外,激光焊接由于热影响小、密封性好、适合在真空等特殊环境下加工,因此在航天航空器件中得到广泛应用。高精密激光焊接机在贵州某军工企业专门为神七焊接焊接钽电容器件,这种钽电容器件用于神七发射装置及飞船内部仪器。贵州某军工厂专门为航天提供军用钽电容和军用继电器,采用了特殊合金外壳,需要在纯氮环境下实施密封焊接。针对这一特殊应用,针对性的研发了真空手套箱激光焊接系统,对产品实现了完美焊接。目前激光焊接最新的应用成果是,用激光焊接技术取代传统的铆钉进行铝合金飞机机身的制造从而减轻飞机机身重量近20%,提高强度近20%,如今德国宇航公司MBB、空中客车公司都应用了此项技术。
3、快速成形技术:
快速成形技术是基于离散-堆积成形原理的成形方法,由产品三维CAD模型数据直接驱动,组装(堆积)材料单元而完成任意复杂的三维实体(不具有使用功能)的技术总称。快速成形技术在航空领域的应用直接体现在航空用钛合金结构件的直接制造以及航空发动机零件的快速修复方面。例如,2001年在美国国防部的支持下激光近形制造技术由技术研究转化为装机应用,应用在F/A-18E/F、F-22、JSF等先进歼击机上。又如,美军在恶劣的沙漠环境中使用直升机,由于发动机上很多带叶片的叶轮受到沙粒侵蚀,使直升机的飞行寿命锐减。为此美军引入了LENS技术对破损的零部件进行修复。据报道,采用传统方法修复一个直升机发动机大约需要11万美元,而采用激光直接制造技术进行修复大约只需要500美元,且修复部分的材料耐磨性能优于原始材料。由此可见该技术可能产生的巨大经济效益。
4、激光切割技术和激光打孔技术:
这两项技术的原理是将能量聚焦到微小的空间,从而获得极高的辐照功率密度(105~1015W/cm2),进而利用这一高密度的能量进行非接触、高速度、高精度的加工。其中,激光切割技术是一种摆脱传统的机械切割、热处理切割的全新切割法,具有更高的切割精度、更低的表面粗糙度值、更灵活的切割方法和更高的生产效率等特点。
现在典型的飞机零部件大量采用铝合金、钛合金、耐高温合金等特种合金,结构形状复杂,成形要求更精确,而大功率激光切割机加工技术的引进,能提高加工的质量,降低模具投资成本,缩短生产周期,特别适用于复杂零配件加工。去年,数控激光切割机在西安某军工企业采购激光切割机项目中一举中标,打破了进口大功率激光切割机垄断特种合金和飞机发动机零配件加工领域的格局,这标志着国产化大功率激光切割机加工技术已具备国际先进水平。而激光打孔方法作为在固体材料上进行孔加工的方法之一,已成为一项拥有特定应用的加工技术。这两项技术在航空领域中主要用于航空发动机、涡轮叶片的激光打孔以及航空发动机的激光切割等方面。例如,国际上众多的航空发动机企业采用三维激光设备进行燃烧器段的高温合金材料的切割和打孔任务;军用和民用航空器的铝合金材料或特殊材料的激光切割同样也获得了成功,尤其在钛合金激光切割的开裂和重熔层的研究上颇有成就。
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