SLM 3D drukātā aviācijas un kosmosa degvielas sprauslas turboventilatora dzinējspēks

Uzlabota SLM piedevu ražošana aviācijas un kosmosa degvielas iesmidzinātājiem

Monolītu piedevu konfigurācijas, kas izstrādātas, lai izturētu augsta spiediena{0}}sadegšanas spēkus.

Šī rūpnieciskās -klases aviācijas un kosmosa degvielas sprausla ir ražota, izmantojot modernumetāla 3D drukas pakalpojumsizmantojot selektīvās lāzerkausēšanas (SLM) tehnoloģiju. Process apvieno sarežģītus daudz{1}}degvielas virpuļus, dozēšanas atveres un dzesēšanas ceļus vienā-gabalā. Izmantojot patentētos Inconel 718 un CoCrMo supersakausējumu parametru profilus, iegūtais komponents novērš lodētus un metinātos savienojumus, kas vēsturiski ir pakļauti termiskam nogurumam. Šīs sprauslas ir konstruētas tā, lai tās darbotos nepārtraukti vidē ar gāzes temperatūru līdz 650 grādiem un iesmidzināšanas spiedienu, kas pārsniedz 5,0 MPa.

Inženiertehnisko datu lapa un fiziskās veiktspējas specifikācijas

Pārbaudāmi metalurģijas profili, fizikālie sliekšņi un izmēru pielaides.

Iemesls-tehniskie gadījumu pētījumi no iepriekšējiem aviācijas un kosmosa dzinēju projektiem

Praktiski risinājumi, kas iegūti no reālām{0}}pasaules vilces inženierijas neveiksmēm.

Mūsu procesi ir balstīti uz reālu atgriezenisko saiti par ražošanu. Tā vietā, lai prezentētu tīrus korporatīvos profilus, mēs dokumentējam agrīnās ražošanas kļūmju{1}}tehniskos risinājumus, lai nodrošinātu jūsu inženieru komandai mūsu stingro metodiku.

Virpuļojošas mikro{0}}kanāla plūsmas šķēršļu risinājums

2021. gadā mēs izstrādājām degvielas virpuļu validācijas sprauslu ar 14 iekšējiem, krustojošiem spirālveida dzesēšanas kanāliem ar mērķa plūsmas novirzi, kas ir mazāka vai vienāda ar 3,0%. Standarta mehāniskā vibrācija un sausā spiediena -gaisa attīrīšana atstāja mikro-smalko pulvera aglomerātus spirālveida kanālu krustpunktā. Karstās uguns testēšanas laikā 5 no 12 pārbaudāmajiem izstrādājumiem uzrādīja plūsmas ātruma novirzes līdz 18,2 % ar daļēju kanālu aizsprostojumu, kas izraisīja lokālus karstos punktus. Tas aizkavēja klienta projekta apstiprināšanu par divām nedēļām un mums izmaksāja 16 500 ASV dolāru par kravu{13}}aviopārvadājumiem, rezerves daļām un kavējuma kompensāciju.

Lai to atrisinātu, mēs izstrādājām īpašu trīs{0}pakāpju mitrā pulvera evakuācijas sistēmu, izmantojot automatizētu ultraskaņas ķīmisko vannu, kam sekoja abrazīvās plūsmas apstrāde (AFM) ar pielāgotu polimēru materiālu. Šis protokols samazināja atlikušo ne{2}}izkusušo pulvera līmeni līdz<0.01%, stabilizing subsequent flow deviations below 2.0%.

Atlikušo termiskā sprieguma kropļojumu novēršana konsolidētajos mezglos

2022. gadā tika izstrādāts viengabala -viengabala degvielas iesmidzinātājs, lai aizstātu 12-komponentu lodētu komplektu uz komerciāla turboventilatora. Tieša tulkošana no 3D modeļiem, lai drukātu failus bez simulācijas, drukāšanas laikā radīja pārmērīgu atlikušo termisko spriegumu. Pēc-termiskās apstrādes-izmēru pārbaudes atklāja 0,21 mm līdzenuma novirzi uz galvenā stiprinājuma atloka un 0,15 mm koaksialitātes noplūdi pie degvielas ieplūdes sprauslas, padarot detaļas neuzmontējamas. Visa 18 daļu ražošanas sērija tika izņemta metāllūžņos, radot zaudējumus 25 000 USD apmērā.

Lai to atrisinātu, mēs integrējām galīgo elementu analīzes (FEA) veidošanas{0}}procesa simulāciju, lai modelētu termiskos gradientus un atlikušos spriegumus. Mēs pārprojektējām atbalsta konstrukcijas ar konformāliem siltuma-izlietnes ceļiem un pievienojām 0,5 mm apstrādes pielaidi kritiskajām montāžas virsmām. Būtiski ir tas, ka pirms stiepļu EDM plākšņu atdalīšanas mēs ieviesām pakāpenisku spriedzes{5}}atlaidināšanas procesu. Galīgais atloka līdzenums tagad tiek kontrolēts zem 0,05 mm.

Augsta-cikla termiskā noguruma plaisu mazināšana sprauslu izplūdes atverēs

2023. gadā mēs izgatavojām ražošanas -degvielas sprauslu uzgaļus komerciālai liela-augstuma UAV reaktīvai turbīnai, kuras darbības laiks ir lielāks par vai vienāds ar 1000 termiskiem cikliem. Detaļas, kas piegādātas, izmantojot sākotnējos SLM parametrus, pēc 420 stundām motora testa stendā saplaisā ap degvielas izplūdes atverēm. Metalurģiskais novērtējums parādīja, ka lielais virsmas raupjums (Ra 6,3 μm) uz iekšējām virsmām bija darbojies kā sprieguma koncentrācijas punkti, izraisot mikro-lūzumus augstā termiskā cikla apstākļos. Šī kļūme izraisīja 14 000 USD garantijas prasību un pārprojektēšanas izmaksas.

Lai to atrisinātu, mēs mainījām pēc-apstrādes rutīnu, iekļaujot karsto izostatisko presēšanu (HIP), lai novērstu sub-virsmas mikroskopiskus gāzu tukšumus, kas apvienoti ar augsta-spiediena abrazīvās plūsmas pulēšanu, lai samazinātu iekšējo virsmas raupjumu līdz Ra 1,0 μm. Testēšana parādīja, ka šīs izmaiņas pagarināja sprauslas uzgaļa kalpošanas laiku līdz vairāk nekā 5200 termiskiem cikliem bez struktūras sabrukšanas.

Patentēti stresa{0}}atvieglošanas, pulvera evakuācijas un pulēšanas protokoli

Sistemātiskas metodes, lai novērstu strukturālo mikro{0}}porainību un nodrošinātu šķidruma ceļa tīrību.

Ķīmiskā{0}}pulvera evakuācijas procesa plūsma

Lai novērstu pulvera uzkrāšanos sarežģītās ģeometrijās, mēs izmantojam vairāku{0}}pakāpju rutīnu:

· Augstas{0}}frekvences vairāku-asu mehāniskā demontāža:Mehāniskā šķidruma{0}}dinamiskā vibrācija ir pielāgota iekšējo dobumu dabiskajai frekvencei, lai atbrīvotu sauso pulveri.

· Ultraskaņas mazgāšanas līdzekļa iegremdēšana:Pielāgots ķīmiskais šķīdinātājs un ultraskaņas kavitācija atbrīvo daļēji{0}}saķepinātas robeždaļiņas.

· Abrazīvās plūsmas apstrāde (AFM):Pa kanāliem zem spiediena tiek sūknēts viskozs abrazīvs nesējs uz polimēru- bāzes, izlīdzinot iekšējās virsmas līdz Ra 1,0 μm un noņemot visas atlikušās pulvera daļiņas.

Karstā izostatiskā presēšana mikro{0}}porainības novēršanai

Mēs optimizējam jūsu komponentu ģeometriju pirms ražošanas:

· FEA topoloģijas samazināšana:Materiāls tiek noņemts no nulles-stresa apgabaliem, lai panāktu svara samazinājumu par 25%, vienlaikus saglabājot drošības rezervi.

· Karstā izostatiskā presēšana (HIP):Sastāvdaļas tiek uzkarsētas līdz 1120 grādiem zem 100 MPa inertas argona gāzes, lai sabruktu iekšējās mikro{3}poras un sasniegtu metalurģisko blīvumu, kas ir lielāks vai vienāds ar 99,9%.

· Risinājums un novecošanās termiskā apstrāde:Šis process izraisa pastiprinošo gamma{0}}double-prime ( ′′) fāze Inconel 718, kas atbilst vai pārsniedz standarta kalto variantu noguruma pretestību.

Rūpnieciskā CT nesagraujošā pārbaude un šķidruma plūsmas kalibrēšana

Mūsu pārbaudes protokols ir nesagraujošs -un datu-vadīts:

· Augstas{0}}izšķirtspējas rūpnieciskā CT skenēšana:Mēs veicam pilnu katra ražošanas bloka tilpuma skenēšanu, lai kartētu visu iekšējo struktūru, apstiprinot kanāla sieniņu biezumu un identificējot visus pazemes tukšumus līdz 0,05 mm.

· Hidrauliskā izsmidzināšana un izsmidzināšana{0}}leņķa modeļa pārbaude:Katrai sprauslai tiek veikta plūsmas ātruma pārbaude reprezentatīvā darba spiedienā, lai nodrošinātu, ka plūsmas un izsmidzināšanas raksturlielumi ietilpst inženierijas diapazonā.

Strukturālās veiktspējas salīdzinājums: monolīti SLM un parastie lodēti mezgli

Kā atsevišķas -komponentes struktūras konsolidācija samazina svaru un nogurumu.

Supersakausējuma materiālu metalurģijas matrica: Inconel 718 un kobalta hroms

Pareiza augstas temperatūras{0}}supersakausējuma izvēle prasīgai termoķīmiskai videi.

Inconel 718 (niķeļa-hroma supersakausējums)

Šim materiālam ir lieliska ražība, stiepes un šļūdes -pārraušanas izturība temperatūrā līdz 650 grādiem. Tas ir izturīgs pret oksidēšanu un koroziju ilgā ekspozīcijas laikā. Mūsu objektā tiek izmantoti specializēti Inconel apstrādes un drukāšanas parametri, lai optimizētu šīs materiāla īpašības aviācijas un kosmosa dzinējspēkam. Tas ir vislabāk piemērots galvenās sadegšanas kameras degvielas sprauslām, papildu barošanas bloka (APU) aizdedziņiem un UAV turboreaktīvajām lidmašīnām, kas darbina standarta petroleju/JP-8.

Inženierijas piesardzība:Izvairieties no lietošanas vidēs, kas pakļauta ļoti reducējošu sērskābes gāzu maisījumu iedarbībai paaugstinātā temperatūrā, jo sērs laika gaitā var noārdīt niķeļa matricu.

CoCrMo sakausējums (kobalts{0}}hroms-molibdēns)

Šis supersakausējums nodrošina augstu cietību, kavitācijas izturību un termisko stabilitāti līdz 800 grādiem. Tas ir vispiemērotākais biodegvielai ar augstu -sēra saturu-, abrazīvo šķidrumu mērīšanas vārstiem un darbībām, kurās ir nosliece uz daļiņu eroziju.

Inženierijas piesardzība:CoCrMo ir augstākas materiālu un pēc{0}}apstrādes rīku-nodiluma izmaksas, kas nozīmē, ka tas ir jāizvēlas galvenokārt tad, ja tiek pārsniegti Inconel nodiluma ierobežojumi.

Rūpnieciskās aviācijas un kosmosa lietojumprogrammas un dzinēju testa stenda kritēriji

Praktiski pierādīta veiktspēja{0}}komerciālajā aviācijā, aizsardzības bezpilota lidaparātos un pētniecības iekārtās.

Komerciālie turboventilatoru dzinēji

Degvielas iesmidzināšanas-pielāgošana galvenajām degšanas posmiem, nodrošinot nozares-standarta izsmidzināšanu un augstas{2}}uzticamības kosmosa komponentus.

UAV turboreaktīvie dzinēji

Ideāli piemērots kompaktiem, augstas{0}}vilces droniem, kur montāžas vieta ir ierobežota un katrs sausā svara grams ietekmē lidojuma diapazonu.

Papildu barošanas bloki (APU)

Nodrošina ātru aizdedzi un konsekventu degvielas mērīšanu aukstā -palaišanas-augsta augstuma apstākļos.

Aviācijas un kosmosa dzinējspēka izpēte

Ļauj universitātes un valdības laboratorijām ātri izveidot prototipus un pārbaudīt eksperimentālās sadegšanas kameras.

Saņemiet cenu SLM 3D drukātajai aviācijas un kosmosa degvielas uzgaļai

Aviācijas un kosmosa daļu ražošanas process un pavērsiena laika skala

Pārskatāma, desmit{0}}pakāpju ražošanas secība no sākotnējās simulācijas līdz galīgajai piegādei.

1,Tehniskais apskats:3D modeļu (STEP/IGS) un 2D inženiertehnisko rasējumu inženiertehniskā analīze.

2, DFM un simulācija:FEA spriegums un termiskā modelēšana, lai optimizētu atbalsta struktūras un drukas orientāciju.

3, klientu apskats:Klienta izrakstīšanās{0}}par būvēšanas parametriem un pēc{1}}apstrādes darbībām.

4, SLM lāzerdruka:Uzraudzīta uzbūve, izmantojot kalibrētas Inconel 718 vai CoCrMo pulvera partijas.

5, termiskā stresa mazināšana:Atlaidināšana krāsnī pirms detaļu noņemšanas no konstrukcijas plāksnes.

6, EDM stieples griezums:Precīza detaļu atdalīšana no konstrukcijas plāksnes.

7,HIP Post-Apstrāde:Karstā izostatiskā presēšana, lai aizvērtu mikro{0}}poras un sasniegtu pilnu blīvumu [1].

8, apstrāde un apdare:Vairāku-asu CNC frēzēšana saskarnēm un abrazīvās plūsmas apstrāde iekšējām ejām.

9, pārbaude un skenēšana:Izmēri pārbaudīti ar CMM, un iekšējās struktūras pārbaudītas ar rūpniecisko CT skenēšanu.

10, Piegādes sūtījums:Daļas, kas iesaiņotas ar pilnīgu materiāla izsekojamību un pārbaudes ziņojumiem.

Aviācijas un kosmosa piegādātāju kvalitātes sistēmas un komponentu izsekojamības audita standarti

Stingri verifikācijas protokoli un -nedestruktīva pārbaude lidojumam-kritiskai aparatūrai.

· Izejvielu pārbaude:Katrai gāzi{0}}izsmidzinātā metāla pulvera partijai tiek pārbaudīts daļiņu izmēra sadalījums un skābekļa saturs (pārbaudīts zem 0,02%). Mēs piegādājam oriģinālos dzirnavu pārbaudes sertifikātus un neizmantojam otrreiz pārstrādātu pulveri kosmosa pasūtījumiem.

· Procesa veidošanas uzraudzība-:Mūsu printeri nepārtraukti izseko lāzera jaudu, skābekļa līmeni (<0.1%), and chamber temperature, keeping log records for audit purposes.

· Pēc{0}}procesa termiskā sertifikācija:Katrs termiskās apstrādes process ietver divu termopāru izsekošanu. Iegūtās diagrammas tiek nodrošinātas klientiem, lai pārbaudītu mehānisko īpašību nokrišņus.

· Metroloģijas un izsekojamības ziņojumi:Standarta piegādes ietver pilnus CMM ziņojumus, 3D lāzerskenēšanas noviržu kartes un rūpnieciskās CT pārbaudes datus.

Bieži uzdotie jautājumi par piedevu ražošanu aviācijas un kosmosa dzinējspēka komponentiem

 

 

01. Vai varat izgatavot LEAP dzinēja 3D drukātu degvielas sprauslu komplektu?

Jā, mēs ražojam konsolidētus sprauslu komplektus, kas izstrādāti, lai tie atbilstu apvalka izmēriem un iekšējai degvielas virpuļu ģeometrijai turboventilatoru arhitektūrā, piemēram, LEAP dzinējā. Mūsu SLM process samazina detaļu skaitu un sauso svaru, vienlaikus saglabājot nepieciešamo plūsmas dinamiku un augstas{1}}temperatūras noguruma kalpošanas laiku.

02.Kādi ir galvenie ieguvumi no piedevu ražošanas degvielas iesmidzināšanas izmantošanas kosmosa vajadzībām?

Galvenās priekšrocības ir daļu konsolidācija un dizaina elastība. Piedevu ražošanas degvielas iesmidzinātājs aviācijas un kosmosa vajadzībām apvieno vairāku detaļu komplektus vienā komponentā, novēršot savienojumu bojājumu vietas, samazinot svaru par 25% un ļaujot izveidot sarežģītus iekšējos dzesēšanas kanālus, kas uzlabo degvielas izsmidzināšanu.

03. Kādas pielaides jūs varat ievērot SLM Inconel 718 degvielas sprauslas iekšējiem kanāliem?

Kā-nodrukāts, mūsu SLM Inconel 718 degvielas sprauslas iekšējie kanāli saglabā izmēru pielaidi ±0,05 mm. Apvienojot to ar abrazīvās plūsmas apstrādi pēc-uzbūvē, mēs varam uzlabot kritiskās plūsmas-ierobežojumus ar pielaidi ±0,02 mm un virsmas apdari zem Ra 1,0 μm.

04.Vai jums ir kvalificēti kobalta hroma degvielas sprauslas 3D drukāšanas parametri?

Jā, mēs uzturam kvalificētas parametru kopas CoCrMo sakausējumam (ASTM F75). Mūsu kobalta hroma degvielas sprauslas 3D drukāšanas parametri ir optimizēti, lai samazinātu mikro-plaisāšanu un sasniegtu metalurģisko blīvumu, kas ir lielāks par 99,9% vai vienāds ar to, ko nodrošina pielāgoti termiskā sprieguma-reljefa cikli, lai novērstu deformāciju.

05. Kā daļu konsolidācijas aerokosmiskās degvielas sprauslas 3D drukas tehnoloģija samazina risku?

Standarta vairāku -daļu sprauslu pamatā ir vakuumlodēšana vai metināšana, kas var ciest no mikro-plaisāšanas un savienojumu erozijas. Detaļu konsolidācijas aviācijas un kosmosa degvielas sprausla 3D druka integrē šos komponentus vienā cietā detaļā, novēršot locītavu bojājumu režīmus un uzlabojot vispārējo darbības uzticamību.

06.Vai varat veikt topoloģijas optimizāciju 3D drukātiem degvielas sprauslu projektiem?

Jā, mūsu inženieri izmanto FEA programmatūru, lai veiktu topoloģijas optimizāciju 3D drukātiem degvielas sprauslu modeļiem. Mēs noņemam ne-strukturālus materiālus, pamatojoties uz termiskām un spiediena slodzēm, samazinot montāžas svaru līdz pat 25%, vienlaikus saglabājot vajadzīgās drošības rezerves.

Iesniedziet savus CAD modeļus jau šodien ātrai novērtēšanai un komerciālām cenām vienas darba dienas laikā.

Paātriniet izstrādes ciklu, samazinot montāžas sarežģītību. Augšupielādējiet savus 2D inženiertehniskos rasējumus un 3D CAD failus (STEP/IGS) mūsu drošajā serverī.

Mūsu inženieru komanda 24 darba stundu laikā nodrošinās pilnīgu bezmaksu{0}}Design for Manufacturability (DFM) pārskatīšanu un oficiālu komerciālu piedāvājumu.

Sazinieties ar mums

Populāri tagi: 3D drukāta degvielas sprausla, aviācijas un kosmosa degvielas iesmidzinātājs, SLM Inconel 718, kobalta hroma degvielas sprausla, piedevu ražošanas degvielas sprausla