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铂物馆 | ng28南宫小试牛刀之涡扇发动机风扇缩比模型

06 5 月
2016
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姓名:涡扇发动机风扇缩比模型

出生地:ng28南宫

原材料:不锈钢

尺寸:245mm×245mm×350mm

重量:4477.2g

航空发动机素有“工业之花”的美誉,ng28南宫小试牛刀利用选择性激光熔化(SLM)BLT-S300金属3D打印设备成功制备涡扇发动机风扇缩比模型。

此次ng28南宫打印的模型是一个大尺寸薄壁结构,主要应用在航空发动机中,用以产生涡扇发动机的外函推力,在保证机械强度的情况下,更轻的风扇重量能够极大提高发动机推力及效率。从图中可以看出缩比模型是一个薄壁结构,壁厚最薄处仅2mm,高度却达到350mm,是通过3D打印技术一次完成打印成形。

研制一种新型的发动机时,运用传统工艺生产,即使生产发动机的公司具备各种生产与试验设备,仍然需要面对研发投入费用高,风险大等以下问题:

1、材料利用率低

在传统制造中如果使用铣削的制造方式,切削的方式会切去大部分原材料,材料利用率低,造成产品生产极大地浪费。

2、机加加工工艺复杂,周期长

薄壁结构在机加中,加工工艺复杂,夹持工装制作麻烦,生产周期长。

3、极易发生变形,废品率高

叶片在生产制造时会极易发生变形,产生尺寸偏差,废品率高。

但金属3D打印完美的解决了以上的问题。金属3D打印作为一种增材制造,可实现结构件的近净成形及整体化功能集成。

此涡扇发动机缩比模型成形重量为4477.2g,打印消耗的金属粉末仅为5267g,材料利用率近85%,大大提高了材料利用率。

在制备周期的问题上,3D打印发挥其快速成形的特点,仅76小时即完成缩比模型的打印成形,能够有效缩短制备周期,加速发动机的研制迭代。

同时,3D打印还非常适用于薄壁、复杂结构零部件的一次成形,该缩比模型结构一体化、机械性能高。


模型打印BP软件剖分动图

模型剖面动图

长久以来,为了获得性能优良、可靠性高、耐久性好的发动机,设计师从发动机的研制到生产阶段都需要进行大量试验。ng28南宫3D打印的涡轮风扇发动机风扇缩比模型,实现了材料高利用率、快速成形、整体化功能集成,加快了航空发动机的研制迭代。

金属3D打印技术为未来航空发动机的研制生产提供了更多可能性。ng28南宫让“设计更自由,制造更简单”。

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