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从一个热交换器谈谈霍尼韦尔为何拥抱航空

2019-11-27| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1939|原作者: 东部三维网

摘要:3D打印技术正在改变航空航天等高度复杂的行业。专家指出,加工关键部件的困难和特殊材料的利用率低是长期制约航空航天发展的重要因素。3D打印的快速原型制作使其成为航空航天工业中最有前途的技术之一。3D打

3D打印技术正在改变航空航天等高度复杂的行业。专家指出,加工关键部件的困难和特殊材料的利用率低是长期制约航空航天发展的重要因素。 3D打印的快速原型制作使其成为航空航天工业中最有前途的技术之一。

3D打印被广泛使用

“事实上,增材制造技术的快速建模和快速原型制作可以大大缩短产品的设计周期或生产周期。更重要的是,它可以打印或创建传统工艺无法实现的产品设计。这是在航空航天中引入增材制造技术非常有趣,也是一个重要原因,”霍尼韦尔技术公司航空航天中国研发中心总经理许军说。

作为将3D打印技术引入航空航天行业的领导者,霍尼韦尔(中国)的3D打印实验室建于2014年。全球其他三个实验室分别位于美国,印度和捷克共和国。自2010年以来,霍尼韦尔已涉足3D打印领域,积累了丰富的研究经验,并成功地将通过3D打印技术生产的零件组装到了飞机发动机上。

2010年6月,霍尼韦尔首次使用718镍合金3D打印切向喷嘴(TOBI),并将其安装在霍尼韦尔飞行试验台上。 2012年1月,霍尼韦尔使用相同的材料印刷了旋风发生器,并在客户的飞行试验台上对其进行了测试。三年后,霍尼韦尔使用电子束熔化(EBM)技术使用Inconel 718材料生产HTF7000发动机的内腔。

与传统的制造方法相比,

3D打印在航空航天设备制造中具有许多优势。首先,3D打印过程不受零件复杂度的限制,这与航空航天设备的关键部件和内部结构通常具有的复杂特征是一致的。其次,3D打印技术可以轻松处理难以加工的航空航天设备的关键部件,例如高熔点和高硬度的高熔点合金和钛合金,并且在3D打印过程中使用的材料相对充足,可以大大降低了制造成本。等待。

仍然很难打破

但是,使用3D打印仍然有一些困难。以金属3D打印为例,它通常用于机械制造和航空航天工程中的复杂形状的制造中,并且要求极高的技术规格。因此,“有时3D打印机不那么兼容。”霍尼韦尔技术公司航空航天中国研发中心增材制造工程项目经理Alexandre Baudot表示:“这似乎不太友好。目前,他正在领导3D打印热交换器项目团队应对技术挑战。表示“很难”,也就是说,他们与3D打印机进行了半年以上的战斗。

热交换器的最大挑战是其内部的散热片非常薄,不到0.2毫米。最终的3D打印机是0.3-0.4毫米,这是机器本身。这是有局限性的,而且因为金属粉末在高能激光烧结下会膨胀,冷却后会收缩一点,因此理论值会有误差。因此,不可能完全让您做自己想做的事情。真是薄弱的一件事。应该说我们“很难”。郭欣是霍尼韦尔科学技术部中国航天技术研发中心霍尼韦尔3D打印实验室的机械工程师,并且是该项目的主要成员之一。加入霍尼韦尔后,他的工作仅涉及2D打印。学习3D打印技术的机会就是他加入霍尼韦尔的原因。

该项目的另一个主要成员是高级机械设计工程师窦娟。与郭欣不同,她在霍尼韦尔工作了九年以上。但是同样,在加入这个3D打印实验室之前,她的经验是零。 “没有秘密,就是不断学习和接受各种培训。当我获得支持设计资格证书时,我仍然感到有些自豪。”窦娟说。

支持设计对于3D打印至关重要。设计过于复杂不利于打印,也给打印完成后的去除带来了巨大的工作量和成本。但是设计不正确,打印会失败。 3D打印不会像打印纸那样放置纸张,并且纸张会从打印机中吐出。由于它是三维物体,因此需要首先在基座上进行打印,并且需要在基座和对象之间提供支撑。窦娟谈到3D打印的设计支持时,仍然有些自豪。

从年初到现在,项目团队进行了六次“设计测试”。从计划,设计,打印,取消对测量和测试功能的支持,每个测试大约需要10天。突破发生在第二次测试之后。窦娟和郭欣分别从支持设计和3D打印机的参数和功能设置中找到了可行的解决方案,并在第三次尝试中尝试了不同的组合,以找到克服困难的完美“配方”。

项目团队认为,热交换器是机械组件组合中的关键组件之一。传统的制造工艺要求此类产品的设计和打样成本很高,而翅片设计的更换则需要在模具上花费大量成本。鳍片的寿命从生产到组装,时间短至六个月,最长一年。更重要的是,通过常规方法生产的热交换器的产率非常低,仅为85%。 “因此,我们非常期待可以通过3D打印技术生产此类产品的日子。”项目团队认为,“与3D打印机搏斗”并不是一件痛苦的事情。相反,他们觉得每次尝试都朝着目标迈出了一步。

专家指出,航空航天作为3D打印技术的主要应用领域具有明显的技术优势,但这并不意味着金属3D打印是万能的。在实际生产中,仍有许多技术应用需要确定。问题。目前,3D打印不能适应大规模生产,不能满足对高精度的需求,不能实现高效率的制造。此外,限制3D打印发展的关键因素是其设备的高昂成本。但是,随着材料技术,计算机技术和激光技术的不断发展,制造成本将继续降低,并且3D打印将在制造领域大放异彩。



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