SLM 3D In phun nhiên liệu hàng không vũ trụ Động cơ đẩy cánh quạt

Sản xuất phụ gia SLM tiên tiến cho kim phun nhiên liệu hàng không vũ trụ

Cấu hình phụ gia nguyên khối được thiết kế để chịu được lực đốt-áp suất cao.

Vòi phun nhiên liệu hàng không vũ trụ cấp công nghiệp-này được sản xuất bằng công nghệ tiên tiếndịch vụ in 3D kim loạisử dụng công nghệ nóng chảy laser chọn lọc (SLM). Quá trình này hợp nhất các vòng xoáy nhiên liệu phức tạp gồm nhiều bộ phận, lỗ đo sáng và đường dẫn làm mát thành một bộ phận duy nhất. Bằng cách sử dụng các cấu hình tham số độc quyền cho siêu hợp kim Inconel 718 và CoCrMo, thành phần thu được sẽ loại bỏ các mối nối hàn đồng thau và hàn thường dễ bị mỏi nhiệt. Những vòi phun này được thiết kế để hoạt động liên tục trong môi trường có nhiệt độ khí lên tới 650 độ và áp suất phun vượt quá 5,0 MPa.

Bảng dữ liệu kỹ thuật và thông số kỹ thuật hiệu suất vật lý

Hồ sơ luyện kim có thể kiểm chứng, ngưỡng vật lý và dung sai kích thước.

Gốc-Vì các nghiên cứu điển hình về kỹ thuật từ các dự án động cơ hàng không vũ trụ trước đây

Các giải pháp thực tế bắt nguồn từ-những thất bại về kỹ thuật động cơ đẩy trên thế giới.

Quy trình của chúng tôi được xây dựng dựa trên phản hồi sản xuất thực tế. Thay vì trình bày hồ sơ công ty rõ ràng, chúng tôi ghi lại các giải pháp kỹ thuật đối với-các lỗi sản xuất ở giai đoạn đầu để đảm bảo với nhóm kỹ thuật của bạn về phương pháp nghiêm ngặt của chúng tôi.

Giải quyết tình trạng tắc nghẽn luồng vi mô-xoáy

Vào năm 2021, chúng tôi đã phát triển một vòi xác nhận dòng xoáy nhiên liệu có 14 đường làm mát xoắn ốc giao nhau bên trong với phương sai dòng mục tiêu Nhỏ hơn hoặc bằng 3,0%. Rung cơ học tiêu chuẩn và không khí -được điều áp khô làm sạch bột mịn vi mô-trái lại kết tụ tại giao điểm của các kênh xoắn ốc. Trong quá trình thử nghiệm lửa nóng, 5 trong số 12 sản phẩm thử nghiệm cho thấy độ lệch tốc độ dòng chảy lên tới 18,2%, gây tắc nghẽn một phần kênh dẫn đến các điểm nóng cục bộ. Điều này đã làm chậm quá trình xác thực dự án của khách hàng hai tuần và khiến chúng tôi tốn 16.500 USD phí vận chuyển hàng hóa bằng đường hàng không, các bộ phận thay thế và khoản bồi thường chậm trễ.

Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã thiết kế một hệ thống sơ tán bột ướt chuyên dụng ba{0}}giai đoạn sử dụng bể hóa chất siêu âm tự động, sau đó là gia công dòng chảy mài mòn (AFM) với vật liệu polyme tùy chỉnh. Giao thức này đã giảm mức bột chưa tan-còn sót lại xuống<0.01%, stabilizing subsequent flow deviations below 2.0%.

Loại bỏ biến dạng ứng suất nhiệt dư trong các cụm lắp ráp hợp nhất

Vào năm 2022, một-kim phun nhiên liệu hợp nhất một mảnh đã được thiết kế để thay thế cụm 12-thành phần được hàn đồng trên động cơ phản lực cánh quạt thương mại. Dịch trực tiếp từ mô hình 3D sang tệp in mà không cần mô phỏng dẫn đến ứng suất nhiệt dư quá mức trong quá trình in. Kiểm tra kích thước xử lý sau{7}}nhiệt{10}}cho thấy độ lệch độ phẳng là 0,21 mm trên mặt bích lắp chính và độ đảo đồng trục là 0,15 mm ở vòi nạp nhiên liệu, khiến các bộ phận không thể lắp được. Toàn bộ quá trình sản xuất gồm 18 bộ phận đã bị hủy bỏ, gây ra khoản lỗ 25.000 USD.

Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã tích hợp mô phỏng quá trình xây dựng-phân tích phần tử hữu hạn (FEA) để lập mô hình gradient nhiệt và ứng suất dư. Chúng tôi đã thiết kế lại cấu trúc hỗ trợ với các đường dẫn tản nhiệt- phù hợp và bổ sung thêm khoảng cho phép gia công 0,5 mm trên các bề mặt lắp quan trọng. Điều quan trọng là chúng tôi đã triển khai quy trình ủ giảm ứng suất-theo từng bước trước khi tách tấm EDM dây. Độ phẳng mặt bích cuối cùng hiện được kiểm soát dưới 0,05 mm.

Chu kỳ-Cao Giảm thiểu vết nứt do mỏi nhiệt tại các lỗ xả vòi phun

Vào năm 2023, chúng tôi đã sản xuất-các đầu vòi phun nhiên liệu cấp sản xuất cho tuabin phản lực UAV tầm cao-thương mại, yêu cầu thời gian hoạt động Lớn hơn hoặc bằng 1.000 chu kỳ nhiệt. Các bộ phận được phân phối sử dụng thông số SLM cơ bản bị nứt xung quanh lỗ xả nhiên liệu sau 420 giờ trên bệ kiểm tra động cơ. Đánh giá về mặt luyện kim cho thấy độ nhám bề mặt cao (Ra 6,3 μm) trên các bề mặt bên trong đóng vai trò là điểm tập trung ứng suất, gây ra các vết nứt vi mô-trong chu trình nhiệt cao. Lỗi này dẫn đến yêu cầu bảo hành 14.000 USD và chi phí thiết kế lại.

Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi đã sửa đổi-quy trình xử lý hậu kỳ của mình để bao gồm Ép đẳng nhiệt nóng (HIP) nhằm loại bỏ các lỗ rỗng khí cực nhỏ dưới-trên bề mặt, kết hợp với quá trình đánh bóng bằng dòng chảy mài mòn áp suất-cao để giảm độ nhám bề mặt bên trong xuống Ra 1,0 μm. Thử nghiệm đã chứng minh rằng những thay đổi này đã kéo dài tuổi thọ của đầu vòi lên hơn 5.200 chu kỳ nhiệt mà không bị hư hỏng cấu trúc.

Các quy trình giảm căng thẳng, loại bỏ bột và đánh bóng độc quyền-

Các phương pháp có hệ thống để loại bỏ-độ xốp vi mô của cấu trúc và đảm bảo độ tinh khiết của đường dẫn chất lỏng.

Quy trình sơ tán bột vật lý-hóa chất

Để giải quyết vấn đề tích tụ bột bên trong các hình học phức tạp, chúng tôi áp dụng quy trình gồm-bước:

· Đúc cơ học đa trục-tần số cao{1}}:Rung động-của chất lỏng cơ học được điều chỉnh theo tần số tự nhiên của các khoang bên trong để làm lỏng bột khô.

· Ngâm chất tẩy rửa siêu âm:Dung môi hóa học tùy chỉnh và tạo bọt siêu âm làm lỏng các hạt ranh giới bán thiêu kết.

· Gia công dòng chảy mài mòn (AFM):Chất mang mài mòn nhớt gốc polyme-được bơm qua các kênh dưới áp suất, làm phẳng các bề mặt bên trong đến Ra 1,0 μm và loại bỏ mọi hạt bột còn lại.

Ép đẳng tĩnh nóng để loại bỏ-độ xốp vi mô

Chúng tôi tối ưu hóa hình dạng thành phần của bạn trước khi sản xuất:

· Giảm cấu trúc liên kết FEA:Vật liệu được loại bỏ khỏi các vùng ứng suất bằng 0{0}}để đạt được mức giảm trọng lượng 25% trong khi vẫn duy trì giới hạn an toàn.

· Ép đẳng tĩnh nóng (HIP):Các thành phần được làm nóng đến 1.120 độ dưới 100 MPa khí Argon trơ để thu gọn các lỗ chân lông vi mô-bên trong và đạt được mật độ luyện kim lớn hơn hoặc bằng 99,9%.

· Giải pháp & Xử lý nhiệt lão hóa:Quá trình này tạo ra nguyên tố gamma-kép-tăng cường ( ′′) trong Inconel 718, phù hợp hoặc vượt quá khả năng chống mỏi của các biến thể rèn tiêu chuẩn.

CT công nghiệp-Thử nghiệm không phá hủy và hiệu chỉnh dòng chất lỏng

Quy trình kiểm tra của chúng tôi là-không phá hủy và dựa trên dữ liệu-:

· Quét CT công nghiệp có độ phân giải cao-:Chúng tôi quét thể tích hoàn chỉnh của từng khối sản xuất để lập bản đồ toàn bộ cấu trúc bên trong, xác nhận độ dày thành kênh và xác định bất kỳ khoảng trống dưới bề mặt nào có kích thước xuống tới 0,05 mm.

· Phun và phun thủy lực-Thử nghiệm tạo hình góc:Mỗi vòi phun đều trải qua quá trình kiểm tra tốc độ dòng chảy dưới áp suất vận hành đại diện để đảm bảo rằng các đặc tính dòng chảy và phun nằm trong phạm vi được thiết kế.

So sánh hiệu suất kết cấu: SLM nguyên khối và cụm hàn đồng thông thường

Cách hợp nhất cấu trúc một thành phần giúp giảm trọng lượng và khả năng chịu mỏi.

Ma trận luyện kim vật liệu siêu hợp kim: Inconel 718 và Cobalt Chrome

Chọn siêu hợp kim có nhiệt độ-cao phù hợp cho môi trường nhiệt hóa đòi hỏi khắt khe.

Inconel 718 (Niken-Siêu hợp kim crom)

Vật liệu này có đặc tính năng suất, độ bền kéo và độ bền-độ rão tuyệt vời ở nhiệt độ lên tới 650 độ . Nó chống lại quá trình oxy hóa và ăn mòn trong thời gian tiếp xúc lâu dài. Cơ sở của chúng tôi sử dụng các thông số in và gia công Inconel chuyên dụng để tối ưu hóa các đặc tính vật liệu này cho động cơ đẩy hàng không vũ trụ. Nó phù hợp nhất cho các vòi phun nhiên liệu buồng đốt chính, bộ đánh lửa bộ nguồn phụ (APU) và động cơ phản lực UAV chạy dầu hỏa tiêu chuẩn/JP-8.

Cảnh báo kỹ thuật:Tránh sử dụng trong môi trường tiếp xúc với hỗn hợp khí sunfuric có tính khử cao ở nhiệt độ cao, vì lưu huỳnh có thể làm suy giảm nền niken theo thời gian.

Hợp kim CoCrMo (Coban-Chromium-Molypden)

Siêu hợp kim này mang lại độ cứng cao, khả năng chống xâm thực và ổn định nhiệt lên tới 800 độ. Nó phù hợp nhất với nhiên liệu sinh học có hàm lượng-lưu huỳnh-cao, van đo chất lỏng có tính ăn mòn và các hoạt động dễ bị ăn mòn dạng hạt.

Cảnh báo kỹ thuật:CoCrMo có chi phí hao mòn vật liệu và-công cụ xử lý sau{1}} cao hơn, nghĩa là nó phải được chọn chủ yếu khi vượt quá giới hạn hao mòn của Inconel.

Điểm chuẩn của các ứng dụng hàng không vũ trụ công nghiệp và bệ thử nghiệm động cơ

Hiệu suất-đã được chứng minh tại hiện trường trên hàng không thương mại, máy bay không người lái phòng thủ và cơ sở nghiên cứu.

Động cơ Turbofan thương mại

Thả-kim phun nhiên liệu cho giai đoạn đốt chính, cung cấp-khả năng nguyên tử hóa tiêu chuẩn công nghiệp và các bộ phận hàng không vũ trụ có độ tin cậy cao-.

Động cơ phản lực UAV

Lý tưởng cho máy bay không người lái nhỏ gọn, có lực đẩy-cao, nơi không gian lắp ráp bị hạn chế và mỗi gram trọng lượng khô đều ảnh hưởng đến phạm vi bay.

Bộ nguồn phụ trợ (APU)

Cung cấp khả năng đánh lửa nhanh và đo nhiên liệu nhất quán trong điều kiện độ cao-khởi động cao{1}}lạnh.

Nghiên cứu sức đẩy hàng không vũ trụ

Cho phép các phòng thí nghiệm của trường đại học và chính phủ nhanh chóng tạo nguyên mẫu và thử nghiệm các buồng đốt thử nghiệm.

Nhận báo giá cho Vòi phun nhiên liệu hàng không vũ trụ in 3D SLM

Quy trình sản xuất bộ phận hàng không vũ trụ và mốc thời gian quan trọng

Một trình tự sản xuất gồm mười{0}}bước minh bạch từ mô phỏng ban đầu đến phân phối cuối cùng.

1,Đánh giá kỹ thuật:Phân tích kỹ thuật mô hình 3D (STEP/IGS) và bản vẽ kỹ thuật 2D.

2,DFM & Mô phỏng:Mô hình nhiệt và ứng suất FEA để tối ưu hóa cấu trúc hỗ trợ và hướng in.

3,Đánh giá của khách hàng:Khách hàng có thể-đăng xuất các tham số bản dựng và các bước xử lý sau{1}}.

4, In laze SLM:Bản dựng được giám sát bằng cách sử dụng lô bột Inconel 718 hoặc CoCrMo đã hiệu chuẩn.

5, Giảm căng thẳng nhiệt:Ủ trong lò-trước khi tháo các bộ phận ra khỏi tấm chế tạo.

6, Cắt dây EDM:Tách chính xác các bộ phận khỏi tấm xây dựng.

7,Xử lý bài đăng HIP{1}}:Ép đẳng nhiệt nóng để đóng-các lỗ chân lông siêu nhỏ và đạt được mật độ tối đa [1].

8, Gia công & hoàn thiện:Phay CNC nhiều{0}}trục cho các bề mặt và gia công bằng dòng chảy mài mòn cho các đường dẫn bên trong.

9, Kiểm tra & Quét:Kích thước được xác minh bằng CMM và cấu trúc bên trong được xác minh bằng quét CT công nghiệp.

10,Giao hàng tận nơi:Các bộ phận được đóng gói với đầy đủ các báo cáo kiểm tra và truy xuất nguồn gốc vật liệu.

Hệ thống chất lượng của nhà cung cấp hàng không vũ trụ và tiêu chuẩn kiểm tra truy xuất nguồn gốc thành phần

Các giao thức xác minh nghiêm ngặt và-thử nghiệm không phá hủy đối với phần cứng quan trọng-của chuyến bay.

· Kiểm tra nguyên liệu:Mỗi lô bột kim loại nguyên tử hóa khí đều được kiểm tra về mức độ phân bố kích thước hạt và hàm lượng oxy (được xác minh dưới 0,02%). Chúng tôi cung cấp chứng chỉ kiểm tra nhà máy gốc và không sử dụng bột tái chế cho các đơn hàng hàng không vũ trụ.

· Trong-Giám sát quá trình xây dựng:Máy in của chúng tôi liên tục theo dõi công suất laser, nồng độ oxy (<0.1%), and chamber temperature, keeping log records for audit purposes.

· Đăng-Chứng nhận nhiệt quy trình:Mỗi lần xử lý nhiệt đều bao gồm việc theo dõi cặp nhiệt điện kép. Các biểu đồ kết quả được cung cấp cho khách hàng để xác minh sự kết tủa của các tính chất cơ học.

· Báo cáo Đo lường & Truy xuất nguồn gốc:Việc phân phối tiêu chuẩn bao gồm các báo cáo CMM đầy đủ, bản đồ độ lệch quét laser 3D và dữ liệu kiểm tra CT công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp về các thành phần động cơ đẩy hàng không vũ trụ trong sản xuất bồi đắp

 

 

01. Bạn có thể sản xuất cụm vòi phun nhiên liệu in 3D của động cơ LEAP không?

Có, chúng tôi sản xuất các cụm vòi phun hợp nhất được thiết kế để phù hợp với kích thước vỏ và hình dạng xoáy nhiên liệu bên trong của cấu trúc động cơ phản lực cánh quạt như động cơ LEAP. Quy trình SLM của chúng tôi giảm số lượng bộ phận và trọng lượng khô trong khi vẫn duy trì động lực dòng chảy cần thiết và tuổi thọ mỏi ở nhiệt độ-cao.

02.Những lợi ích chính của việc sử dụng kim phun nhiên liệu sản xuất bồi đắp cho ngành hàng không vũ trụ là gì?

Ưu điểm chính là sự hợp nhất một phần và tính linh hoạt trong thiết kế. Một kim phun nhiên liệu sản xuất phụ trợ dành cho ngành hàng không vũ trụ hợp nhất nhiều-bộ phận thành một bộ phận duy nhất, loại bỏ các điểm hỏng khớp, giảm trọng lượng 25% và cho phép các kênh làm mát bên trong phức tạp giúp cải thiện quá trình nguyên tử hóa nhiên liệu.

03. Bạn có thể giữ những dung sai nào đối với các kênh bên trong vòi phun nhiên liệu SLM Inconel 718?

Như-được in, các kênh bên trong vòi phun nhiên liệu SLM Inconel 718 của chúng tôi duy trì dung sai kích thước là ±0,05 mm. Khi kết hợp với-gia công dòng chảy mài mòn sau xây dựng, chúng tôi có thể tinh chỉnh các lỗ hạn chế dòng chảy quan trọng-với dung sai ±0,02 mm và độ hoàn thiện bề mặt dưới Ra 1,0 μm.

04. Bạn có các thông số in 3D vòi phun nhiên liệu crom coban đủ tiêu chuẩn không?

Có, chúng tôi duy trì các bộ thông số đủ tiêu chuẩn cho hợp kim CoCrMo (ASTM F75). Các thông số in 3D vòi phun nhiên liệu crom coban của chúng tôi được tối ưu hóa để giảm thiểu nứt-vi mô và đạt được mật độ luyện kim Lớn hơn hoặc bằng 99,9%, được hỗ trợ bởi các chu trình giảm ứng suất nhiệt-tùy chỉnh để ngăn ngừa biến dạng.

05. Công nghệ in 3D vòi phun nhiên liệu hàng không vũ trụ hợp nhất một phần làm giảm rủi ro như thế nào?

Vòi phun nhiều bộ phận tiêu chuẩn phụ thuộc vào hàn hoặc hàn chân không, có thể bị nứt-vi mô và ăn mòn khớp. Bản in 3D của vòi phun nhiên liệu hàng không vũ trụ hợp nhất một phần tích hợp các bộ phận này thành một bộ phận rắn duy nhất, loại bỏ các chế độ hỏng khớp và cải thiện độ tin cậy vận hành tổng thể.

06. Bạn có thể thực hiện tối ưu hóa cấu trúc liên kết cho các thiết kế vòi phun nhiên liệu in 3D không?

Có, các kỹ sư của chúng tôi sử dụng phần mềm FEA để thực hiện tối ưu hóa cấu trúc liên kết cho các mô hình vòi phun nhiên liệu in 3D. Chúng tôi loại bỏ-vật liệu phi cấu trúc dựa trên tải trọng nhiệt và áp suất, giảm trọng lượng lắp ráp tới 25% trong khi vẫn duy trì giới hạn an toàn cần thiết.

Gửi mô hình CAD của bạn ngay hôm nay để được đánh giá nhanh chóng và định giá thương mại trong vòng một ngày làm việc.

Tăng tốc chu kỳ phát triển của bạn bằng cách giảm độ phức tạp của quá trình lắp ráp. Tải bản vẽ kỹ thuật 2D và tệp CAD 3D (STEP/IGS) của bạn lên máy chủ bảo mật của chúng tôi.

Nhóm kỹ thuật của chúng tôi sẽ cung cấp bản đánh giá Thiết kế cho khả năng sản xuất (DFM) hoàn chỉnh, không tốn-chi phí và báo giá thương mại chính thức trong vòng 24 giờ làm việc.

Liên hệ với chúng tôi

Chú phổ biến: Vòi phun nhiên liệu in 3D, kim phun nhiên liệu hàng không vũ trụ, SLM Inconel 718, vòi phun nhiên liệu coban chrome, kim phun nhiên liệu sản xuất phụ gia