盧秉恒院士團(tuán)隊(duì)突破：10米級(jí)高強(qiáng)鋁合金重型運(yùn)載火箭連接環(huán)

南極熊導(dǎo)讀：2020年以來，激光鋪粉（SLM）、激光送粉、電弧熔絲等金屬3D打印技術(shù)在軍工航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用加速發(fā)展，特別是中國(guó)相關(guān)領(lǐng)域的需求出現(xiàn)爆發(fā)之勢(shì)。國(guó)外軍火承包商、火箭制造商已經(jīng)紛紛采用。

下面南極熊介紹一下電弧熔絲金屬3D打印技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)超大尺寸高性能金屬3D打印件的制造，而且速度效率還很高。



WAAM電弧熔絲3D打印技術(shù)（WireArcAdditiveManufacture，WAAM）。一般情況下，WAAM是一種利用逐層熔覆原理，采用熔化極惰性氣體保護(hù)焊接（MIG）、鎢極惰性氣體保護(hù)焊接（TIG）以及等離子體焊接電源（PA）等焊機(jī)產(chǎn)生的電弧為熱源，熔化金屬絲材，在程序的控制下，根據(jù)三維數(shù)字模型由線-面-體逐漸成形出金屬零件的先進(jìn)數(shù)字化制造技術(shù)。它不僅具有沉積效率高；絲材利用率高；整體制造周期短、成本低；對(duì)零件尺寸限制少；易于修復(fù)零件等優(yōu)點(diǎn)，還具有原位復(fù)合制造以及成形大尺寸零件的能力。

中國(guó)電弧熔絲增減材一體化制造10米級(jí)高強(qiáng)鋁合金重型運(yùn)載火箭連接環(huán)

國(guó)家增材制造創(chuàng)新中心、西安交通大學(xué)盧秉恒院士團(tuán)隊(duì)利用電弧熔絲增減材一體化制造技術(shù)，制造完成了世界上首件10m級(jí)高強(qiáng)鋁合金重型運(yùn)載火箭連接環(huán)樣件，在整體制造的工藝穩(wěn)定性、精度控制及變形與應(yīng)力調(diào)控等方面均實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)突破。


10米級(jí)超大型鋁合金環(huán)件是連接重型運(yùn)載火箭貯箱的筒段、前后底與火箭的箱間段之間的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件。該樣件重約1t，創(chuàng)新采用多絲協(xié)同工藝裝備，制造工藝大為簡(jiǎn)化、成本大幅降低，制造周期縮短至1個(gè)月。目前，采用增減材一體化制造技術(shù)成功完成超大型環(huán)件屬國(guó)際首例。


隨著我國(guó)航空航天事業(yè)不斷發(fā)展，對(duì)運(yùn)載火箭、空間站等大型化、整體化制造提出了更高需求。為搶占世界增材制造科技戰(zhàn)略高點(diǎn)，滿足我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展需要，盧秉恒院士團(tuán)隊(duì)潛心研發(fā)，克服了多路打印的運(yùn)動(dòng)控制、大尺寸結(jié)構(gòu)件打印的變形與應(yīng)力調(diào)控等難題，成功實(shí)現(xiàn)了大型航天鋁合金回轉(zhuǎn)體構(gòu)件整體增減材制造成形、組織性能精確調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)突破，為我國(guó)航天型號(hào)工程的快速研制提供了技術(shù)支撐，亦讓我國(guó)深空探測(cè)裝備硬件能力得到大幅提升。