3D打印技術(shù)在燃?xì)廨啓C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葉片快速制造中的應(yīng)用進(jìn)展    宋爽 肖舒寧 張筱摘   要：隨著科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，燃?xì)廨啓C葉片的快速制造中普遍應(yīng)用了3d技術(shù)，本文主要針對的就是對國內(nèi)外主流的金屬3d打印技術(shù)在燃機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，并介紹了3d打印技術(shù)在燃?xì)廨啓C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葉片快速制造是屬于國家的高新技術(shù)制造產(chǎn)業(yè)，燃?xì)廨啓C葉片快速制造中對于材料的要求是比較高的，對于幾何圖形的精準(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，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)，具有著很強的靈活性，對于傳統(tǒng)的制造業(yè)造成了很大的沖擊，也被人們越來越多地關(guān)注和應(yīng)用。它最大的產(chǎn)品優(yōu)勢就是可以快速地生產(chǎn)小批量的產(chǎn)品，對于一些復(fù)雜且難加工的材料制造具有很廣泛的發(fā)展前景，并沒有過多的生產(chǎn)工藝的制造過程，是一種可以廣泛研究和深入發(fā)展的一項高新技術(shù)。1  3d打印技術(shù)在燃機葉片制造領(lǐng)域的應(yīng)用（1）直接打印燃機葉片模型。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，對于燃?xì)鈾C葉片模型的打印可以直接進(jìn)行，并可以在制造的過程中對于葉片的模型信息及時地進(jìn)行調(diào)整，對于不同的葉片性能的要求可以及時地進(jìn)行調(diào)整，減少了不必要的時間浪費和材料浪費。（2）修復(fù)葉片。燃?xì)廨喨~片經(jīng)過長時間的運作會出現(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，生產(chǎn)成本也較高，一旦要更新葉片就會影響整個發(fā)電廠的生產(chǎn)，但是3d打印技術(shù)就具有很強的修復(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，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)備的銷量正在持續(xù)增長，具有著高效、低消耗、低成本的優(yōu)點，相比較傳統(tǒng)的制造工藝具有以下優(yōu)勢。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，但是輪盤式葉片的制造過程更加的復(fù)雜，葉片和輪盤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，在使用特點和性能上也具備一定的特殊性。通過這種制造方式，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)燃機葉片燃?xì)廨啓C工作中的葉片的損傷程度與其他的相比占很大的比重。如果對損傷的葉片進(jìn)行直接替換，就會大大增加了燃機運用維護(hù)的成本，生產(chǎn)就會停滯不前，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)作為一個分支也具有著很大的優(yōu)勢，可以對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、下的機械性能，能夠延長葉片的使用壽命。4  基于3d打印的燃機葉片熔模鑄造近幾年來，3d打印技術(shù)迅速發(fā)展，廣泛地應(yīng)用于各個制造業(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)計研發(fā)的周期，具體的工藝流程為：設(shè)計鑄造工藝流程產(chǎn)品三維造型設(shè)計粘結(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)量檢測鑄件產(chǎn)品精加工且檢測合格后交付用戶。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，移動到工作臺，新固化好的材料模型與前一個模型進(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)用于燃機葉片制造領(lǐng)域的優(yōu)勢燃?xì)廨啓C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。（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，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葉片方便了對產(chǎn)品生產(chǎn)過程的全效控制，減少了生產(chǎn)過程中很多的不確定因素，由于大多數(shù)是機器進(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間，縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期，對于尺寸的精準(zhǔn)度有了更高的要求，由于現(xiàn)在市場的需求在不斷擴大，因此面對燃機葉片的精準(zhǔn)度、使用壽命以及成本和產(chǎn)生的效率等都有著很強的要求，這些高標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)要求必然對先進(jìn)燃機葉片快速制造領(lǐng)域產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。6  結(jié)語現(xiàn)在3d打印對于普通的群眾來說還是較為陌生的，但是對于行業(yè)來說，卻會有大增長的民用領(lǐng)域市場，3d打印已經(jīng)走入了家庭，同時也更加廣泛地應(yīng)用到了制造業(yè)當(dāng)中，尤其是燃?xì)廨啓C葉片的制造工藝當(dāng)中，它具有著很強的優(yōu)勢，能

10、夠滿足縮短燃?xì)廨啓C葉片研發(fā)周期的需要。但是我國的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葉片的快速制造，并且符合市場的需求和發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 吳鏑，劉賽，楊國策，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，2016（1）：37-40.2 張小偉.金屬增材制造技術(shù)在航空發(fā)動機領(lǐng)域的應(yīng)用j.航空動力學(xué)報，2016（1）：10-16.3 劉樹文，傅駿，葉珍珍，等.基于熔融沉積技術(shù)的汽輪機葉片熔模鑄造生產(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，梁書錦，等.金屬零件3d打印技術(shù)的應(yīng)