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我国的大飞机梦:专为大型钛合金构件而成立的激光制造工程中心

2013-08-17 09:51
华静一
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  航空航天和大型机械装备关键零件的高性能修复,是激光立体成形技术的又一个重要应用领域。2003年,黄卫东教授到成都飞机公司去进行有关激光立体成形的学术交流。成飞科技部的部长说,我们更关心高端零件的修复。在飞机零件的加工过程中,不可避免常常因为各种原因形成的零件缺陷而导致报废,由于飞机关键零件对性能可靠性的要求极高,因此一般不允许修复使用。一些大型零件的价格往往上百万元或数百万元,其报废导致的经济损失极为高昂。更为要紧的是,有的关键零件的加工周期很长,重新制造将需要很长的时间,往往引起飞机研制进度拖延。因此,如果有高性能修复技术能使这些零件起死回生,将是极有价值的。成飞迅即立项,委托实验室研究飞机大型关键零件的激光修复。由于激光修复技术的价值已得到证实,成都飞机公司、西安航空发动机公司和某飞机修理厂都已购买了西工大为他们的重要产品专门研制的激光修复设备。其中有的设备可以修复数米大的飞机零件。

  装备技术是激光成形团队一个极为重要的研究内容。先进的技术离不开装备的支持,技术的成熟性最终要以工艺和装备的完整性和成套性来体现。黄卫东团队从研究伊始就非常注重激光立体成形设备的研发。从最初只是研制实验室必不可少的装备,到提供工业企业商用。2007年,研制出国内首套商用LSF-Ⅲ型激光立体成形制造装备,迄今已为中国航天科工集团、西安航空发动机公司、成都飞机制造公司等5家国内外企业提供商用激光立体成形与修复再制造装备。目前国际上能够提供产业使用的激光立体成形装备的代表性公司有美国的Optomec公司,POM公司,德国的Trumpf公司,国内仅西北工业大学提供了商用装备。一家国际着名激光加工装备制造公司的销售人员说:“看来我们只能放弃与你们竞争,转为合作。”中国商飞与实验室的合作,就是缘于吴光辉总设计师在航天科工集团看到实验室研制的激光成形装备。

  装备研究是凝固技术国家重点实验室最重要的研究传统之一,凝固技术国家重点实验室目前80%以上居于国际前沿的先进装备都是实验室人员独立研发出来的。不过,激光立体成形装备毕竟与传统的凝固装备不同,特别是涉及到了激光器的精确控制、零件的三维造型和剖分、环境气氛的精确控制、以及材料送进方式等,都对装备在系统设计和制造方面提出了非常高的要求。为了解决这些问题,团队成员分工协作,一遍遍地查资料,一遍遍地做测试,一遍遍地检查,一点点地琢磨,常常为了一个问题的解决通宵达旦地工作,最终硬是凭着不懈的努力,把一个个难题啃了下来。

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