快速成形技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)匣上的應(yīng)用

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1、機(jī)匣加工CASINGMACHINING快速成形技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)機(jī)匣上的應(yīng)用ApplicationofRapidPrototypingTechnologyinAeroengineGearbox海軍駐株洲地區(qū)航空軍事代表室?朱?勇?姚?燦中國(guó)南方航空工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工模具分公司?郭芳瓊快速成形技術(shù)（RapidPrototyping，RP）已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要里程碑，它集成了CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料技術(shù)等。與傳統(tǒng)的去材料成形技術(shù)相比，快速成形從零件的CAD三維幾何模型出發(fā)，通過軟件分層和數(shù)控成形系統(tǒng)，用激光束或者其他方法將材料堆積形成實(shí)體零件。快速成形技術(shù)能快

2、速響應(yīng)市場(chǎng)需求，滿足個(gè)性化、多樣化產(chǎn)品需求，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.12.077朱?勇現(xiàn)任海軍駐株洲地區(qū)航空軍事代表室高級(jí)工程師，主要從事飛機(jī)與發(fā)動(dòng)能快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，滿足個(gè)性化、并逐步疊加成三維產(chǎn)品。它將一個(gè)機(jī)研制、生產(chǎn)和維修過程的質(zhì)量監(jiān)控工多樣化產(chǎn)品需求，已廣泛應(yīng)用于機(jī)復(fù)雜的三維加工簡(jiǎn)化成一系列二維作。[2]械、電子、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。加工的組合。目前，國(guó)際上比較成熟的快快速成形技術(shù)工作原理速成形技術(shù)有光固化成形（Stereo快速成形技術(shù)（RapidPrototyping，快速成形先進(jìn)制造技術(shù)是

3、80年LithographyApparatus，SLA）、分層RP）已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的代末90年代初在美國(guó)開發(fā)的高新實(shí)體制造成形（LaminatedObject一個(gè)重要里程碑，它集成了CAD技制造技術(shù)，其原理如圖1所示，屬于Manufacturing，LOM）、選擇性激光術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光技術(shù)和材料技術(shù)離散堆積成形。首先對(duì)零件的三維燒結(jié)成形（SelectiveLaserSintering，等。與傳統(tǒng)的去材料成形技術(shù)相比，CAD模型沿某一方向?qū)ζ溥M(jìn)行虛擬SLS）、熔融沉積成形（Fused快速成形從零件的CAD三維幾何模分層切片，得到各層截面的輪廓信DepositionModelin

4、g，F(xiàn)DM）和立體型出發(fā)，通過軟件分層和數(shù)控成形系息，根據(jù)這些輪廓信息，激光束進(jìn)行三維打?。?DPrinting，3DP）。這幾統(tǒng)，用激光束或者其他方法將材料堆選擇性地固化一層層的液態(tài)樹脂，或種快速成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)如表1所[1]積形成實(shí)體零件?？焖俪尚渭夹g(shù)燒結(jié)一層層的粉末材料，形成各截面示。2015年第12期·航空制造技術(shù)77機(jī)匣加工CASINGMACHINING構(gòu)造三維模型快速成形技術(shù)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)前處理傳動(dòng)機(jī)匣上的應(yīng)用模型近似處理附件傳動(dòng)機(jī)匣作為發(fā)動(dòng)機(jī)重要切片處理零件之一，在發(fā)動(dòng)機(jī)中起重要作用，不僅需為各種發(fā)動(dòng)機(jī)附件、飛機(jī)附件快速成形工作系統(tǒng)以及各種測(cè)試、監(jiān)控設(shè)備提供安裝位激光噴射源置

5、，還需包容附件傳動(dòng)鏈，為附件傳動(dòng)鏈提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，所以固化樹脂切割紙燒結(jié)粉末噴劑粘接噴熱熔材料附件傳動(dòng)機(jī)匣往往是發(fā)動(dòng)機(jī)中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、型腔最異形的一個(gè)構(gòu)件。近年來，為了配合發(fā)動(dòng)機(jī)性能的三維產(chǎn)品（樣品/模具）提高，附件傳動(dòng)機(jī)匣進(jìn)一步向高度集成化方向發(fā)展，集成了傳動(dòng)、滑油箱、表面處理后處理動(dòng)力輸出、進(jìn)氣、燃滑油管路等構(gòu)件功能，有的甚至集成了部分壓氣機(jī)機(jī)圖1快速成形原理匣。集成化設(shè)計(jì)可以減少零件數(shù)量表1幾種典型快速成形技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較和裝配環(huán)節(jié)，提高可靠性，減輕重量，有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。但是附件傳發(fā)明主要類型成形頭成形機(jī)理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)時(shí)間制造商動(dòng)機(jī)匣的高度集成化使得機(jī)匣的結(jié)激光或液態(tài)光敏樹脂

6、制件精度高,速度慢，需要支撐，美國(guó)3D構(gòu)更趨復(fù)雜，給設(shè)計(jì)和制造帶來極大SLA1986LED的光固化表面質(zhì)量好料有污染，成本高Systems的困難。如某渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)（見圖2）、薄層材料粘結(jié)某渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)（見圖3）將大量原本速度快，無需支撐，制件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，美國(guó)LOM激光后用激光進(jìn)行1984可制作大件后處理復(fù)雜Helisys獨(dú)立的管路集成在附件傳動(dòng)機(jī)匣內(nèi)，輪廓切割致使機(jī)匣型腔非常復(fù)雜。粉末材料的速度快，強(qiáng)度高，速度慢，表面質(zhì)量差，SLS激光1986美國(guó)DTM燒結(jié)成形無需支撐成本高熔融物的冷卻速度慢，質(zhì)量差，美國(guó)FDM熱噴嘴成本低，強(qiáng)度一般1988固化需支撐Stratasys噴射粉末材料的速度快，成

7、本低，美國(guó)3DP強(qiáng)度差，表面質(zhì)量差1989噴頭粘結(jié)成形可做彩色件ZCorp圖2某渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)無需任何專用工模具即可完成復(fù)雜快速成形技術(shù)特點(diǎn)的制造過程，快速制造工模具、原型快速成形技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于或零件。機(jī)械、電子、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域，它（3）快速成形實(shí)現(xiàn)了機(jī)械工程與傳統(tǒng)的材料加工技術(shù)相比具有以學(xué)科多年來追求的兩大先進(jìn)目標(biāo)，[3-4]下特點(diǎn)：即材料提?。?、液、固相）過程與制（1）快速成形采用離散堆積成造過程一體化和設(shè)計(jì)與制造的一體形