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CIAM研究空心涡轮盘设计和3D打印
关键词:      时间:2019-04-18

据俄罗斯“3D今日“网站2019年4月18日报道,俄罗斯中央航空发动机研究院(CIAM)航空发动机振动与强度部的专家提出了提高先进燃气涡轮发动机技术性能的概念方案。为了降低涡轮机盘的重量,该部门的人员不仅设计了独特的高压涡轮空心盘,还提出了用增材制造技术加工粉末镍合金空心盘的方法。


研制者称,工作中对粉末合金涡轮盘进行了拓扑优化,结果得到一个由轮缘、轮毂和两个盘体组成的空心盘结构。再通过参数优化,成功得到满足强度可靠性要求的最小质量的空心盘结构。


CIAM专家声称可以用不同的方法加工空心盘,并采用了多相激光粉末冶金试样方法作为示例进行研究。该方法的实质是在激光辐射范围内控制粉末颗粒熔炼,结晶后得到的材料具有晶粒细和力学性能优的结构组织。


CIAM已经研究出了多相激光粉末冶金空心盘毛坯生长的顺序,为了确定粉末镍合金零件的力学性能,进行了样件试验,专家们成功地得到一组用于设计的粉末镍合金强度计算性能所需值,这些值可用于评估设计的空心盘静强度和疲劳寿命。


研究院的专家们还在工作过程中研究了利用增材制造得到空心涡轮盘的工艺设计方案;确定了用直接增材方法加工这种盘可能出现的问题以及解决问题的途径;利用俄罗斯本国合金进行了增材制造方法加工样件的力学试验,试验表明需要确定每个加工工艺流程的热处理状态;还加工出了几种方案的空心盘,并对其进行了非破坏性控制方法的研究,验证了良好的加工质量。


通过多相激光粉末冶金方法加工的空心盘在CIAM加速试车台上进行了初步试验,显现出令人满意的结果。

(翻译:田正平,审稿:廖晓艳)