航展上大尺寸航太製造裝備背後的故事[組圖]

發佈時間: 2022-11-14 13:32:50 | 來源: 中國網 | 作者: 王力傑 郭雨 封曉東 | 責任編輯: 劉楨珂

中國網11月14日訊 11月8日至11月13日,第十四屆中國國際航空航太博覽會在廣東珠海舉辦。本屆航展,由北京星航機電裝備有限公司下屬航太增材公司(簡稱航太增材)自主研發的首臺大尺寸四光束增材製造成形裝備ASA-500M成為一大亮點。該裝備具有完全自主智慧財産權,並已通過歐盟CE認證,可實現高效率四鐳射協同列印,承接過多套“探月工程”相關産品列印任務。令人驚喜的是,11月13日航展閉幕式當天,珠海一家科技公司決定租用大尺寸四光束增材製造成形裝備ASA-500M,用於産品研發試製。

圖為航空航太館6號館內北京星航機電裝備有限公司展位,圖中右邊居中的黑色機器為大尺寸四光束增材製造成形裝備ASA-500M。


增材製造技術是基於“離散—堆積”原理,由三維數字驅動直接製造零件。結構適應性強,不需要模具便可實現零件“自由製造”,減少了加工工序,縮短了加工週期。而且産品結構越複雜,其製造優勢就越顯著。增材製造蓬勃發展于20世紀九十年代,作為新興技術革命力量,影響著製造業的走勢和發展方向。

科技興則民族興,科技強則國家強。從非金屬蠟模設備研發到尼龍設備研發,再到金屬設備研發。作為國防軍工重要力量,北京星航機電裝備有限公司緊跟時代步伐,持續進行科技創新。

科技創新總是充滿挑戰。面對鐳射技術難題,航太增材原本制定了單光束、雙光束、四光束鐳射的分階段研發計劃。然而,當單光束已成型,雙光束尚未起步時,市面上已有先進的四光束列印設備面世。航太增材靈活調整,跳過雙光束,選擇直接攻克四光束技術難題。然而跨越式的技術突破必然會面臨更為艱巨的挑戰。

比如鐳射數增多、幅面空間受限的問題。單光束的小設備是缸體與成形室整體式的結構形式,取件高度最大可達400mm。但是,滿足四光束同時列印的大設備要求具備500mm見方的成形尺寸。因此設計思路調整為從之前的整體式改變為現在的分體式結構,即分離缸系統和成形室,難點在於既要保證對接精度,又要保證對接後的密封性能,這是研製ASA-500M四光束列印設備過程中所取得的關鍵技術突破,並主要通過了TC4材料在該設備上的列印驗證。以ASA-500M設備為紐帶,實現了在多家企事業單位的廣泛應用。

此外,搭建四光束的過程也不是一蹴而就的。最初在搭建鐳射器的過程中,第四個鐳射器一直無法完成像前三個鐳射器一樣的搭接驗證。通過反覆迭代,才得到了最終的解決方案。如今,已成功應用在ASA-800M等設備的研發中。

技術難關的攻克,常能激發人的創造力,引發研發人員的深思。

在全閉環粉末處理系統的研發過程中,遇到了一件棘手問題——粉漏輸送不暢通。

經過多方搜尋原因,才發現是因為成形室與供粉系統之間不連通,壓力錶反饋的延遲,導致了壓力不平衡。工程師將壓力錶參數調整後仍不能平衡。

當大家百思不得其解時,有人突發奇想:用氣管做個簡單連通,沒想到壓力瞬間達到平衡。問題迎刃而解,用到的也只是極其簡單的初中物理連通器原理。

這件事,引發工程師深思:對整體事物事無巨細地了解,並且加以反覆實踐才可能有全局視角,用純理論視角或複雜的求解思路不一定會有好的收效。刪繁就簡也許才能撥開迷霧,看清問題本質。科技創新往往可能就是在不起眼的事物中迸發出的靈感。

如今,ASA-500M設備已經為增材中心帶來了重要經濟價值,但是更重要的是它具有跨時代意義。隨著設備尺寸的增大,從單光束到四光束的演變是發展趨勢。一方面是對於單光束技術的提煉,另一方面也對六光束、八光束以及未來十二光束設備的研製提供了技術儲備。目前,有了ASA-500M設備的研製經驗,並通過模組化多工位設計,已經實現一台新設備的設計週期由原先的2—3個月縮短至1—2周的突破。

心懷國之大者,砥礪前行始終是航太人的責任擔當。肩負“科技強軍,航太報國”使命,秉持國家利益高於一切的核心價值觀,總結過去、立足當下、展望未來,踏實做好裝備研發工作,推動增材製造技術變革,為科技強軍做出更大貢獻。

圖為觀眾在觀看國內首條增材製造生産線。

圖為國內首條增材製造生産線。

圖為增材製造跨地域數字工廠連接展示,此螢幕可見北京、山東、珠海等多地現場運轉情況。

圖為3D掃描互動體驗區,工作人員正在為觀眾進行人體掃描。

圖為3D掃描互動體驗區,工作人員正在為觀眾展示人體掃描後的成像效果。

圖為觀眾在觀看大尺寸四光束增材製造成形裝備ASA-500M運轉情況。

圖為觀眾在觀看增材製造跨地域數字工廠連接展示,此螢幕可見北京、山東、珠海等多地現場運轉情況。

圖為智慧製造展品。

(文/王力傑、郭雨,圖/封曉東)

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