《中國航天報》l 31所增材製造發展側記

2023-12-26     3D科學谷

原標題:《中國航天報》l 31所增材製造發展側記

2023年12月21日,《中國航天報》一版刊發題為《「列印」出來的發動機奇蹟—中國航天科工三院31所增材製造發展側記》通訊文章,報道了31所搶抓先機、探索實踐,在增材製造這一新興領域中屢獲突破的事跡。以下是這篇文章的原文。

一米余長的專用存放箱裡,銀白色的發動機零部件渾然一體,看不到絲毫焊縫的痕跡,幾乎可以用「完美」來形容。這是31所增材製造技術的應用成果,它更為人熟知的名字是3D列印技術,即採用粉末材料逐漸累加的方法來製造實體零件。

2012年,31所搶抓先機,緊跟國際先進位造業發展態勢,規劃布局增材製造專業發展。11年過去,該所依託於技術創新,在發動機製造上屢屢取得突破,增材製造應用水平已經位居全國領先行列,「列印」出一片令人驚嘆的工藝振興景象。

/ 型號需求牽引技術進步

噴油支板是發動機燃油系統中的關鍵零件之一,內部分布著複雜的流道。燃油在輸送至噴油支板時,首先經過流道冷卻壁面,再噴出參與發動機燃燒。

這個不足手掌大小的零件,過去卻是生產的「老大難」:內部流道的加工難以一步到位,工藝人員需要先在兩端打出穿絲孔,通過線切割切出流道,再進一步焊接。這種方式非但費時費力,還極易在打孔時出現錯串,導致產品報廢。

而現在,產品加工周期縮短80%,生產成本降低60%,合格率也有了顯著提升。流道形狀不再受到限制,可以按需製造成彎斜樣式,以實現更好的冷卻效果。這些變化,都是由增材製造技術創造的「奇蹟」。

「奇蹟」的誕生並非一帆風順。增材製造技術引入之初,發展尚不成熟。對於31所而言,這一新興技術非但不是「天降神兵」,反而意味著重重挑戰。

「我們使用設備加工零部件時,一般會有相關說明書以供查閱,即便遇到問題也可以諮詢設備商。但剛剛引入增材製造技術的時候,很多問題連廠家也沒遇到過,只能依靠我們自己在試驗中不斷總結經驗。」增材製造中心馬主任回憶道。

面對技術關卡,是就此停滯,還是敢為人先?經過不斷嘗試,31所不僅成功找到最優方案,彌補了裂紋變形、融合不良等過去存在的缺陷,還通過實踐增長了經驗和創意,引領增材製造技術向大型零部件製造進發。

如今,增材製造中心以型號需求為牽引,圍繞航天發動機零部件製造難題,突破了多項關鍵技術,實現百餘種複雜結構零部件增材製造成形。

/ 建成完整的產業鏈

邁過最為困難的起步階段,增材製造技術應用在31所逐漸呈現如火如荼之勢。

「所里一直有一個講法,叫『兩頭在內,中間在外,關鍵在手』。設計和總裝在所內完成,中間的部件可以在外面生產製造,但是關鍵技術要把握在手裡。」馬主任介紹道,發動機的零部件繁雜,重要的是在產業供應鏈的管理上,必須具備一定的生產能力。

2021年,31所開始布局產線,推動增材製造自主生產。成立增材製造中心,主要負責匹配研製;積極與地方政府合作,建立示範線來探索批量生產。由此,31所基本形成一條完整的增材製造產業鏈,實現全流程快速集成製造能力建設。

「在這個過程中,國家給我們提供了非常大的支持,為提升國產化程度解決了『臨門一腳』。」馬主任曆數道,2019年至今,增材製造中心牽頭承擔多項國家級課題,作為主要參研單位參與各級重點研發計劃等十餘項項目。

在國家大力助推下,增材製造技術迎來高速發展。瀘州產線在2021年下半年開始投產,今年已經進入滿負荷生產;蘇州廠房已啟動建造,產線預計在明年年底投入運營。

/「趴」在車間,叫都叫不走

推動技術持續進步的過程中,人才的培養至關重要。在增材製造中心,一批懂技術、愛鑽研的年輕骨幹已經成長起來,用勤奮和熱愛踐行著航天精神。

32歲的張組長從2019年開始接觸增材製造技術。當時,相關的教程資料尚不完備,他便利用每天晚上的空餘時間自己琢磨:軟體裡面有哪些支撐參數?分別起到什麼作用?編輯之後會生成怎樣的結構?

從零開始,他在試錯中摸索前進。幾個月下來,他基本掌握了軟體上的所有命令。

「我那時候每周都會跟馬主任溝通學習進度,我們對新技術都很痴迷。」張組長笑道。這份痴迷的勁頭體現在增材製造中心每個人身上,瀘州產業園區負責人曾這樣感嘆:「你們31所過來出差的人一個個都愛『趴』在車間,叫都叫不走。」

正是由於這份痴迷,團隊參加今年國家級增材製造技能大賽的4人全部獲得名次,其中張組長更是獲得一等獎,將被授予全國技術能手稱號。

藉助職業技能競賽平台,以賽促學、以賽促訓,團隊成員在實踐工作中不斷打磨技藝,面向先進動力製造的應用型技能人才隊伍已初具規模。

看似輕鬆「列印」出來的發動機奇蹟,實則由航天人的創新、敢為和奮鬥編織而成,增材製造這一新興技術在航天領域被激發出無限魅力。

來源 l 中國航天報、中國航天科工三院31所公眾號

文章來源: https://twgreatdaily.com/d3b765f84588950665d2431033f170d7.html