Yuqori darajadagi aerokosmik sohada qo'shimcha ishlab chiqarish uchun ajoyib tanlov

Titan va alyuminiy qotishmasining ishlashi va narxi moddiy texnologiyani rivojlantirish uchun ikkita abadiy harakatlantiruvchi kuchdir, engil vazn, integratsiya va tizimli funktsiyalar integratsiyasi esa samolyot konstruktiv dizayni, materiallarni qo'llash va ishlab chiqarish texnologiyasining umumiy muammolaridir. So'nggi bir necha o'n yilliklarda issiq izostatik presslash, inyeksion kalıplama va deşarj plazmasini sinterlash kabi tarmoqqa yaqin shakllantirish texnologiyalari titanium qotishmalari sohasida katta yutuqlarga erishdi, ammo kislorod miqdori va porozlik kabi muammoli muammolar samarali hal etilmadi. , shuning uchun aviatsiya titanium qotishma tuzilmalarini ishlab chiqarishda ularning qo'llanilishini cheklaydi.

Ilmiy-tadqiqot va rivojlanish nuqtai nazaridan, zamonaviy sanoat yuqori quvvatli, sinish chidamliligi va qattiqligi bilan og'irlikni imkon qadar kamaytirish bilan birga strukturaviy materiallarga muhtoj. Shu sababli, titanium va alyuminiy kabi engil yuqori quvvatli qotishmalar va Ni-asosli super qotishmalar kabi yuk ko'taruvchi issiqlikka chidamli qotishmalar turli mamlakatlarda yangi materiallarni tadqiq qilish va rivojlantirish rejalarining markaziga aylandi. Bundan tashqari, ushbu materiallar lazer qo'shimchalarini ishlab chiqarishda muhim amaliy materiallardir.

Titan qotishmasi va alyuminiy qotishmasining afzalliklari va farqlari

Titan qotishmasi yuqori o'ziga xos kuchga, o'ziga xos qattiqlikka va yaxshi korroziyaga chidamliligiga ega, bu yuqori manevrlik, yuqori ishonchlilik va uzoq umrga ega bo'lgan samolyotlarning dizayn ehtiyojlariga javob beradi va uni qo'llash darajasi samolyot materiallarini tanlashning ilg'or darajasini o'lchash uchun muhim belgiga aylandi.

Titan qotishmalari va alyuminiy qotishmalari aerokosmik, avtomobilsozlik, mashinasozlik va boshqa sohalarda juda yaxshi past zichlik va strukturaviy mustahkamlik tufayli keng qo'llaniladi. Ayniqsa, aviatsiya sanoatida ular juda muhim rol o'ynaydi va aviatsiya sanoatining asosiy tarkibiy materiallari hisoblanadi. Titan qotishmalari alyuminiy qotishmalariga qaraganda taxminan uchdan ikki baravar og'irroq bo'lsa-da, ularning o'ziga xos kuchi talab qilinadigan quvvatga kichikroq miqdorda erishish mumkinligini anglatadi. Titanium qotishmasi uning kuchi va past zichligi tufayli yoqilg'i xarajatlarini kamaytirish uchun muhim materialga aylandi va samolyot reaktiv dvigatellarida va turli xil kosmik kemalarda keng qo'llaniladi. Alyuminiy qotishmasi ushbu bosqichda eng ko'p ishlatiladigan va keng tarqalgan avtomobil engil materialidir va uning zichligi po'latning uchdan bir qismidir. Tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, alyuminiy qotishmasi butun avtomobilda 540 kg gacha ishlatilishi mumkin, shuning uchun avtomobilning og'irligi 40% ga kamayadi. Audi va Toyota kabi avtomobillarda to'liq alyuminiy kuzovlardan foydalanish bunga yaqqol misol bo'la oladi.

Ikkala material ham yuqori quvvat va past zichlikka ega bo'lganligi sababli, qotishma tanlashda boshqa omillarni hisobga olish kerak.

Yuqori kuch va kam og'irlik talab qilinadigan tanqidiy vaziyatlarda har bir gramm hisobga olinadi, ammo yuqori quvvatli komponentlar kerak bo'lsa, titanium eng yaxshi tanlovdir. Shu sababli, titanium qotishmalari tibbiy asboblar / implantlar, murakkab sun'iy yo'ldosh komponentlari, armatura va qavslarni tayyorlash uchun ishlatiladi.

Narxlari bo'yicha alyuminiy ishlov berish yoki 3D bosib chiqarish uchun eng tejamkor metalldir; Titan qimmatroq bo'lsa-da, engil qismlar samolyot yoki kosmik kemalar tomonidan tejalgan yoqilg'iga katta foyda keltiradi, titanium qotishma qismlari esa uzoqroq xizmat qilish muddatiga ega.

Issiqlik xususiyatlariga ko'ra, alyuminiy qotishmalari yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va ko'pincha radiatorlar ishlab chiqarish uchun ishlatiladi; Yuqori haroratli ilovalar uchun titanning yuqori erish nuqtasi uni yanada mosroq qiladi va aerodvigatellarda ko'p miqdordagi titanium qotishma qismlari mavjud.

Titanning korroziyaga chidamliligi va past reaktivligi uni eng biomos keluvchi metallga aylantiradi va jarrohlik asboblari kabi tibbiy dasturlarda keng qo'llaniladi. Ti64 sho'rlanish muhitiga ham yaxshi qarshilik ko'rsatadi va ko'pincha dengiz ilovalarida qo'llaniladi.

Aerokosmik sohada alyuminiy qotishmalari va titanium qotishmalari keng qo'llaniladi. Titan qotishmasi yuqori mustahkamlik va past zichlik (po'latning atigi 57%) afzalliklariga ega va uning o'ziga xos kuchi (kuch/zichlik) boshqa metall konstruktiv materiallardan ancha ustundir va yuqori birlik kuchi, yaxshi qattiqligi va qismlarini ishlab chiqarishi mumkin. engil vazn. Samolyotdagi boshlang'ich qismlar, skelet, teri, mahkamlagichlar va qo'nish moslamalari titanium qotishmasidan qilingan. Bundan tashqari, tegishli materiallarni tekshirish uchun 3D bosib chiqarish texnologiyasi ma'lumotnomasi alyuminiy qotishmasi 200 darajadan past bo'lgan muhitda ishlash uchun mos ekanligini aniqladi, Airbus A380 fyuzelyaji alyuminiyning 1/3 qismidan ko'prog'ini ishlatadi va C919 ham ko'p sonli an'anaviy yuqori bosimdan foydalanadi. - ishlash alyuminiy qotishma materiallari. Alyuminiy qotishmasi samolyot terilari, bo'linmalari, qanot qovurg'alari va boshqa qismlar uchun ishlatiladi.

Yuqori erish nuqtasi va qiyin ishlov berish xususiyatlari tufayli titanium qotishmalari eng qimmat metall materiallardan biridir. Shu bilan birga, Ti6Al4V titanium qotishmasining engil, yuqori quvvat va yuqori haroratga chidamliligi uni aerokosmik sohada yuqori profilga aylantiradi. Uning qo'llanilishi diapazoni dvigatel fanatlari va kompressorlarining past haroratli qismida ishlaydigan pichoqlar, disklar, qabul qilgichlar va boshqa qismlarni o'z ichiga oladi va ish harorati diapazoni 400-500 darajaga yetishi mumkin. Bundan tashqari, u fyuzelyaj va kapsula komponentlarini, raketa dvigatellari korpuslarini va vertolyot rotorli pervanel uyalarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Biroq, yomon o'tkazuvchanligi tufayli titan elektr ilovalari uchun ideal emas. Titan qotishmasining narxi nisbatan yuqori bo'lsa-da, uning yuqori haroratga chidamliligi va korroziyaga chidamliligi boshqa engil metallar bilan almashtirilishi mumkin emas.

Alyuminiy asosidagi qotishmalar past zichlik, yuqori o'ziga xos kuch, kuchli korroziyaga chidamlilik va yaxshi shakllanuvchanlik kabi mukammal jismoniy xususiyatlarga va mexanik xususiyatlarga ega, shuning uchun ular sanoatda keng qo'llaniladi. Biroq, qo'shimcha ishlab chiqarishni shakllantirish jarayoni nuqtai nazaridan, alyuminiy qotishmasining zichligi kichik, changning suyuqligi nisbatan past, SLM hosil qiluvchi chang to'shagida yotqizishning bir xilligi yomon yoki LMD jarayonida changni tashishning uzluksizligi yomon. , shuning uchun lazer qo'shimchalarini ishlab chiqarish uskunasida kukunni tarqatish / oziqlantirish tizimining aniqligi va aniqligi yuqori.

Hozirgi vaqtda qo'shimcha ishlab chiqarishda ishlatiladigan alyuminiy qotishmalari asosan Al-Si qotishmalari bo'lib, ulardan yaxshi suyuqlikka ega AlSi10Mg va AlSi12 keng o'rganilgan. Biroq, Al-Si qotishmasi quyma alyuminiy qotishmasiga tegishli bo'lganligi sababli, u optimallashtirilgan lazer qo'shimchalarini ishlab chiqarish jarayoni bilan tayyorlangan bo'lsa-da, uning kuchlanish quvvati hali ham 400MPa dan oshib ketishi qiyin, bu esa aerokosmikda yuqori xizmat ko'rsatish talablariga ega yuk ko'taruvchi komponentlarda foydalanishni cheklaydi. va boshqa sohalar.

Zamonaviy aerokosmik komponentlar engil vazn, yuqori unumdorlik, yuqori ishonchlilik va arzon narxlarni o'z ichiga olgan bir qator talablarga javob beradi. Ushbu murakkab tuzilmani loyihalash va ishlab chiqarish juda qiyin. Aerokosmikning odatiy alyuminiy, titanium va nikelga asoslangan komponentlari uchun lazer qo'shimchalarini ishlab chiqarish texnologiyasini yangilash va rivojlantirish orqali biz nafaqat material tanlashda engil va yuqori ko'rsatkichlarga erisha olamiz, balki qo'shimchalar ishlab chiqarishning aniqligi va aniq shaklining rivojlanish tendentsiyasini ham aks ettira olamiz. texnologiya. Materiallar-tuzilma-xususiyatlar qo'shimcha ishlab chiqarish integratsiyasi bilan biz aerokosmik sohadagi yirik muhandislik uchun qo'shimcha ishlab chiqarish texnologiyasini qo'llashimiz mumkin.