Titanio de aplicación aeroespacial: Investigación sobre tecnología de fabricación aditiva de deposición de láser para grandes productos de rodamiento clave del vehículo de lanzamiento

Adition Manufacturing (AM), también conocida como tecnología de impresión 3D, es una tecnología de fabricación digital de alta gama que se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. La fabricación aditiva basada en datos tridimensionales de diseño CAD, el uso de materiales discretos capa por capa para fabricar piezas sólidas, es un proceso de fabricación de acumulación de material "de arriba hacia abajo" y fabricación tradicional de reducción de materiales (como mecanizado, fresado químico y otros Métodos de eliminación de materiales) y la fabricación de material de igualdad (fundición, estampado y otros métodos de control de moho) tiene una diferencia esencial. La tecnología de fabricación aditiva tiene las ventajas de la producción rápida de productos de estructura compleja, la utilización eficiente de las materias primas, la alta optimización de la estructura del producto y la adaptación a la producción personalizada de lotes pequeños. En los últimos años, con el desarrollo cada vez más maduro de la tecnología de fabricación aditiva, se ha aplicado cada vez más en el campo de la fabricación aeroespacial en el hogar y en el extranjero, proporcionando una nueva forma de realizar la fabricación ágil y flexible y la formación de productos estructurales complejos complejos.

Los productos clave de carga del cuerpo de vehículos de lanzamiento de China son producidos tradicionalmente mediante Forging Machine. El soporte de agrupamiento de la etapa central de un determinado modelo portador se utiliza para transferir el empuje del refuerzo a la estructura del núcleo. Las dimensiones del producto son 1300 mm × 630 mm × 350 mm, y el cuerpo principal es una estructura trapezoide invertida de la placa de pared curva + junta de carga. El grosor de la pared más delgado de la estructura es de 5 mm, y el espesor máximo de la pared es de 60 mm. El producto tiene gran tamaño, estructura compleja y una gran diferencia en el grosor de la pared, y la carga máxima de una sola pieza debajo del estado de trabajo es de más de 200 T, que es un producto de rodamiento de llave típico de una estructura de gran tamaño y alta carga compleja. Este producto solía formarse mediante una máquina de forjado de acero, forjando una masa en blanco de aproximadamente 3000 kg, la masa del cuerpo después del procesamiento es de aproximadamente 110 kg, la tasa de utilización del material es inferior al 4%y el desperdicio de recursos es grave.

Aleación de titanio GR23 El cable de titanio tiene las características de baja densidad, alta resistencia específica, alta temperatura y excelente resistencia a la corrosión, etc., y se usa ampliamente en aviación, aeroespacial y otros campos. A través de la combinación de la aplicación de material de material de aleación de titanio 6al4v y la tecnología de fabricación aditiva, se puede lograr el propósito de la reducción del peso del producto y la fabricación rápida de la rápida fabricación, mejorando aún más la capacidad de carga y la eficiencia, al tiempo que superan las deficiencias de la "forja + máquina más" de modo de proceso complejo y ciclo largo, y mejorar la utilización del material y reducir los desechos de recursos.

Después del diseño optimizado, la materia prima del producto se cambia a material de aleación de titanio TC11 (TI-6.5Al-3.5mo-1.5Zr-0.3SI), la densidad del material es inferior al 60% de la densidad de material de acero crudo y el La masa teórica de un solo producto puede reducirse a 60 kg, y el peso se reduce en un 45,4%. Se espera que esta optimización estructural alcance un aumento de casi 200 kg en la capacidad de carga del vehículo de lanzamiento Leo, y el efecto de aplicación es notable.

En vista del proceso de fabricación del rodamiento de la agrupación de núcleo de aleación de titanio basado en la tecnología de fabricación aditiva, este documento expone la selección del método del proceso y el diseño del proceso, y analiza y valida los enlaces clave en el proceso de desarrollo.