3D打印技術(shù)在燃?xì)廨啓C(jī)葉片快速制造中的應(yīng)用進(jìn)展

1、    3d打印技術(shù)在燃?xì)廨啓C(jī)葉片快速制造中的應(yīng)用進(jìn)展    宋爽 肖舒寧 張?bào)阏?#160;  要：隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，燃?xì)廨啓C(jī)葉片的快速制造中普遍應(yīng)用了3d技術(shù)，本文主要針對(duì)的就是對(duì)國(guó)內(nèi)外主流的金屬3d打印技術(shù)在燃機(jī)葉片快速制造中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行充分的分析，探討金屬3d技術(shù)與傳統(tǒng)的制造工藝之間的區(qū)別，闡述其優(yōu)勢(shì)，并介紹了3d打印技術(shù)在燃?xì)廨啓C(jī)葉片中的研究進(jìn)展。結(jié)果顯示，3d打印技術(shù)在燃?xì)廨啓C(jī)葉片快速制造領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：燃?xì)廨啓C(jī)葉片  3d打印技術(shù)  快速制造與修復(fù)  熔模鑄造：tg115&#

2、160;                                ：a                       ：1674-098x（2020）01（b）-0075-02燃?xì)廨啓C(jī)葉片快速制造是屬于國(guó)家的高新技術(shù)制造產(chǎn)業(yè)，燃?xì)廨啓C(jī)葉片快速制造中對(duì)于材料的要求是比較高的，對(duì)于幾何圖形的精準(zhǔn)度的要求也十分高，與傳統(tǒng)

3、的制造工藝相比，在刀具材料的選擇上，葉片的加工質(zhì)量上，以及葉片的制造成本和生產(chǎn)周期上都具有著明顯的優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品加工質(zhì)量的穩(wěn)定性也得到了很好的保證。3d打印技術(shù)作為一種新興起的技術(shù)，具有著很強(qiáng)的靈活性，對(duì)于傳統(tǒng)的制造業(yè)造成了很大的沖擊，也被人們?cè)絹?lái)越多地關(guān)注和應(yīng)用。它最大的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)就是可以快速地生產(chǎn)小批量的產(chǎn)品，對(duì)于一些復(fù)雜且難加工的材料制造具有很廣泛的發(fā)展前景，并沒(méi)有過(guò)多的生產(chǎn)工藝的制造過(guò)程，是一種可以廣泛研究和深入發(fā)展的一項(xiàng)高新技術(shù)。1  3d打印技術(shù)在燃機(jī)葉片制造領(lǐng)域的應(yīng)用（1）直接打印燃機(jī)葉片模型。相比較傳統(tǒng)的制造工藝，3d打印技術(shù)是一種節(jié)省材料的制造方式，它可以極大地節(jié)省生產(chǎn)成

4、本，并且縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，對(duì)于燃?xì)鈾C(jī)葉片模型的打印可以直接進(jìn)行，并可以在制造的過(guò)程中對(duì)于葉片的模型信息及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整，對(duì)于不同的葉片性能的要求可以及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整，減少了不必要的時(shí)間浪費(fèi)和材料浪費(fèi)。（2）修復(fù)葉片。燃?xì)廨喨~片經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)作會(huì)出現(xiàn)設(shè)備的老化和疲勞損傷的現(xiàn)象，但是一般葉片的生產(chǎn)周期都較長(zhǎng)，生產(chǎn)成本也較高，一旦要更新葉片就會(huì)影響整個(gè)發(fā)電廠的生產(chǎn)，但是3d打印技術(shù)就具有很強(qiáng)的修復(fù)能力，進(jìn)而降低了生產(chǎn)成本，提高了葉片的生命周期，提高了發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。2  金屬3d打印技術(shù)制造燃機(jī)葉片燃?xì)馊~片金屬材料的制造工藝與傳統(tǒng)的制造工藝相比較有很多的優(yōu)勢(shì)，金屬3d打印技術(shù)作為3d打印技

5、術(shù)中發(fā)展最快的一部分，其打印設(shè)備的銷(xiāo)量正在持續(xù)增長(zhǎng)，具有著高效、低消耗、低成本的優(yōu)點(diǎn)，相比較傳統(tǒng)的制造工藝具有以下優(yōu)勢(shì)。2.1 成型幾何形狀復(fù)雜的葉片產(chǎn)品傳統(tǒng)的葉片的加工方式已經(jīng)很難保證產(chǎn)品的精準(zhǔn)度，對(duì)于復(fù)雜的葉片模型，也僅僅是只考慮切削熱應(yīng)力的影響產(chǎn)生的變形，但是輪盤(pán)式葉片的制造過(guò)程更加的復(fù)雜，葉片和輪盤(pán)裝配的精度難以保證，金屬3d打印葉片不受傳統(tǒng)的加工手段制約，它能夠加工各種形狀復(fù)雜和難以制造的零件，在使用特點(diǎn)和性能上也具備一定的特殊性。通過(guò)這種制造方式，能夠使零件的尺寸幾乎接近成品的尺寸，更加的精細(xì)和準(zhǔn)確，這些都是傳統(tǒng)的加工方法無(wú)法做到的。2.2 節(jié)省制造成本金屬3d打印技術(shù)可以將復(fù)雜結(jié)

6、構(gòu)的金屬零件免去了模具的設(shè)計(jì)以及制造環(huán)節(jié)，節(jié)省了制造的成本，極大地縮短了新品的研發(fā)和制造周期，使得生產(chǎn)效率也得到了顯著的提高，并且對(duì)于原材料的利用率以及回收率也較高，符合我們可持續(xù)性發(fā)展的要求，低碳高效且環(huán)保。3  激光熔覆技術(shù)修復(fù)燃機(jī)葉片燃?xì)廨啓C(jī)工作中的葉片的損傷程度與其他的相比占很大的比重。如果對(duì)損傷的葉片進(jìn)行直接替換，就會(huì)大大增加了燃機(jī)運(yùn)用維護(hù)的成本，生產(chǎn)就會(huì)停滯不前，直接影響了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的周期。而激光熔覆技術(shù)作為一個(gè)分支也具有著很大的優(yōu)勢(shì)，可以對(duì)任意部件任意位置失去的材料進(jìn)行定向集中的修復(fù)，對(duì)待修復(fù)葉片的影響較小，保證了尺寸的完整性以及精準(zhǔn)度，能夠有效地修復(fù)葉片在惡劣工況

7、下的機(jī)械性能，能夠延長(zhǎng)葉片的使用壽命。4  基于3d打印的燃機(jī)葉片熔模鑄造近幾年來(lái)，3d打印技術(shù)迅速發(fā)展，廣泛地應(yīng)用于各個(gè)制造業(yè)領(lǐng)域。3d打印技術(shù)作為一種快成型技術(shù)，與鑄造有很強(qiáng)的契合性。3d打印技術(shù)可以與熔模鑄造技術(shù)相結(jié)合。4.1 3d打印葉片熔模模型將3d打印葉片熔鑄成模型，可以大大地縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的周期，具體的工藝流程為：設(shè)計(jì)鑄造工藝流程產(chǎn)品三維造型設(shè)計(jì)粘結(jié)蠟質(zhì)澆注系統(tǒng)制作型殼脫模型材料澆注金屬液-鑄件表面清理鑄件產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)鑄件產(chǎn)品精加工且檢測(cè)合格后交付用戶。4.2 光固化立體成型葉片熔模模型光固化立體成型葉片熔模模型是具有一種支撐材料的模型，具有層層固化的功能，第一層固化

8、后，移動(dòng)到工作臺(tái)，新固化好的材料模型與前一個(gè)模型進(jìn)行很好的粘合，這種反復(fù)的固化成型技術(shù)打印中空結(jié)構(gòu)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的葉片模型，從而滿足熔模鑄造工藝要求。5  3d打印技術(shù)應(yīng)用于燃機(jī)葉片制造領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)燃?xì)廨啓C(jī)最為關(guān)鍵的零部件就是燃?xì)馊~片，它不僅提高了燃?xì)廨啓C(jī)的使用性能，也能夠提高其安全性和使用的效率，具有很多的優(yōu)勢(shì)。（1）采用3d打印技術(shù)不僅僅可以省去葉片的鑄造以及加工等復(fù)雜的工藝流程，與傳統(tǒng)的制造方式相比還具有很多的優(yōu)勢(shì)，它能夠極大地節(jié)省制造成本以及縮短制造的生產(chǎn)周期。（2）金屬3d打印技術(shù)成型燃?xì)廨啓C(jī)葉片方便了對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的全效控制，減少了生產(chǎn)過(guò)程中很多的不確定因素，由于大多數(shù)是機(jī)器進(jìn)

9、行打印，因此也就減少了人為的影響因素，產(chǎn)品的質(zhì)量與傳統(tǒng)的打印技術(shù)相比也就更加的精準(zhǔn)。（3）3d打印技術(shù)用于熔模鑄造方面可以有效的較少不必要的模具制造的時(shí)間，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，對(duì)于尺寸的精準(zhǔn)度有了更高的要求，由于現(xiàn)在市場(chǎng)的需求在不斷擴(kuò)大，因此面對(duì)燃機(jī)葉片的精準(zhǔn)度、使用壽命以及成本和產(chǎn)生的效率等都有著很強(qiáng)的要求，這些高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求必然對(duì)先進(jìn)燃機(jī)葉片快速制造領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。6  結(jié)語(yǔ)現(xiàn)在3d打印對(duì)于普通的群眾來(lái)說(shuō)還是較為陌生的，但是對(duì)于行業(yè)來(lái)說(shuō)，卻會(huì)有大增長(zhǎng)的民用領(lǐng)域市場(chǎng)，3d打印已經(jīng)走入了家庭，同時(shí)也更加廣泛地應(yīng)用到了制造業(yè)當(dāng)中，尤其是燃?xì)廨啓C(jī)葉片的制造工藝當(dāng)中，它具有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，能

10、夠滿足縮短燃?xì)廨啓C(jī)葉片研發(fā)周期的需要。但是我國(guó)的3d打印技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)距離成熟的階段還是有很大的距離，因此將3d打印技術(shù)與傳統(tǒng)的制造技術(shù)應(yīng)該相輔相成，共同進(jìn)步，只有這樣才能促進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)葉片的快速制造，并且符合市場(chǎng)的需求和發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 吳鏑，劉賽，楊國(guó)策，等.風(fēng)電葉片的3d打印系統(tǒng)性高效制造方法j.上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016（1）：37-40.2 張小偉.金屬增材制造技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用j.航空動(dòng)力學(xué)報(bào)，2016（1）：10-16.3 劉樹(shù)文，傅駿，葉珍珍，等.基于熔融沉積技術(shù)的汽輪機(jī)葉片熔模鑄造生產(chǎn)j.熱加工工藝，2015（23）：248-249.4 魯中良，周江平，李滌塵，等.基于光固化成形技術(shù)的復(fù)雜航空零件快速制造方法j.航空制造技術(shù)，2015（z1）：97-100.5 曾光，韓志宇，梁書(shū)錦，等.金屬零件3d打印技術(shù)的應(yīng)