Applicazione aerospaziale Titanio: ricerca sulla tecnologia di produzione additiva per la deposizione laser per grandi prodotti per cuscinetti del veicolo di lancio

Additive Manufacturing (AM), nota anche come tecnologia di stampa 3D, è una tecnologia di produzione digitale di fascia alta che si è sviluppata rapidamente negli ultimi anni. La produzione additiva basata su dati di progettazione CAD tridimensionale, l'uso di strati di materiali discreti per strato per produrre parti solide, è un processo di produzione di accumulo di materiale "top-down" e produzione tradizionale per la riduzione dei materiali (come la lavorazione, la fresatura chimica e altri Metodi di rimozione del materiale) e la produzione di materiale uguale (fusione, timbratura e altri metodi di controllo dello stampo) hanno una differenza essenziale. La tecnologia di produzione additiva ha i vantaggi della rapida produzione di prodotti a struttura complessa, un'utilizzo efficiente delle materie prime, un'elevata ottimizzazione della struttura del prodotto e adattamento alla produzione di piccoli lotti personalizzati. Negli ultimi anni, con lo sviluppo sempre più maturo della tecnologia di produzione additiva, è stato sempre più applicato nel campo della produzione aerospaziale in casa e all'estero, fornendo un nuovo modo di realizzare una produzione agile e flessibile e una formazione quasi netta di prodotti strutturali complessi.

I principali prodotti con carico del corpo del veicolo di lancio cinesi sono tradizionalmente prodotti dalla forgiatura. Il supporto per il raggruppamento del palco principale di un determinato modello di vettore viene utilizzato per trasferire la spinta del booster alla struttura centrale. Le dimensioni del prodotto sono 1300 mm × 630 mm × 350 mm e il corpo principale è una struttura trapezoide invertita della piastra a parete curva + giuntura portante. Lo spessore della parete più sottile della struttura è di 5 mm e lo spessore massimo della parete è di 60 mm. Il prodotto ha grandi dimensioni, struttura complessa e grande differenza nello spessore della parete e il carico massimo di un singolo pezzo sotto lo stato di lavoro è più di 200 t, che è un tipico prodotto per cuscinetti di grande dimensione e struttura complessa ad alto carico. Questo prodotto era formato dalla macchina per forgiatura in acciaio, forgiando massa vuota di circa 3000 kg, la massa del corpo dopo la lavorazione è di circa 110 kg, il tasso di utilizzo del materiale è inferiore al 4%e i rifiuti delle risorse sono gravi.

Il filo di titanio in lega di titanio GR23 ha le caratteristiche di bassa densità, alta resistenza specifica, alta temperatura e eccellente resistenza alla corrosione, ecc. Ed è ampiamente utilizzato in aviazione, aerospaziale e altri campi. Attraverso la combinazione di applicazione di materiale in lega Eli 6al4v in titanio e tecnologia di produzione additiva, è possibile ottenere lo scopo della riduzione del peso del prodotto e della produzione rapida della rapida produzione, migliorando ulteriormente la capacità di carico e l'efficienza, superando le carenze della modalità "Forging + Machine Plus" processo complesso e ciclo lungo e miglioramento dell'utilizzo del materiale e ridurre i rifiuti delle risorse.

Dopo un design ottimizzato, la materia prima del prodotto viene modificata in materiale in lega di titanio TC11 (TI-6.5al-3.5Mo-1.5zr-0.3SI), la densità del materiale è inferiore al 60% della densità del materiale in acciaio crudo e La massa teorica di un singolo prodotto può essere ridotta a 60 kg e il peso è ridotto del 45,4%. Questa ottimizzazione strutturale dovrebbe raggiungere un aumento di quasi 200 kg nella capacità di carico del Leo del veicolo di lancio e l'effetto dell'applicazione è notevole.

Alla luce del processo di produzione del cuscinetto di raggruppamento del core in lega di titanio basato sulla tecnologia di produzione additiva, questo documento espone la selezione del metodo di processo e la progettazione del processo e analizza e convalida i collegamenti chiave nel processo di sviluppo.

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