항공 우주 응용 티타늄 : 발사 차량의 대형 키 베어링 제품을위한 레이저 증착 첨가제 제조 기술 연구

3D 프린팅 기술로도 알려진 AM (Additive Manufacturing)은 최근 몇 년간 빠르게 개발 된 고급 디지털 제조 기술입니다. 3 차원 CAD 설계 데이터를 기반으로 한 첨가제 제조, 고체 부품을 제조하기 위해 층별로 개별 재료 층을 사용하는 것은 "하향식"재료 축적 제조 공정 및 기존 재료 감소 제조 (예 : 가공, 화학 밀링 및 기타 재료 제거 방법) 및 동일한 재료 제조 (캐스팅, 스탬핑 및 기타 금형 제어 방법)는 필수적인 차이가 있습니다. 첨가제 제조 기술은 복잡한 구조 제품의 빠른 생산, 원료의 효율적인 활용, 제품 구조의 높은 최적화 및 개인화 된 소규모 배치 생산에 대한 적응의 이점을 가지고 있습니다. 최근 몇 년 동안, 첨가제 제조 기술의 성숙한 개발로 인해 국내외에서 항공 우주 제조 분야에서 점점 더 적용되어 복잡한 구조 제품의 민첩하고 유연한 제조 및 거의 Net 형성을 실현하는 새로운 방법을 제공합니다.

중국의 발사 차량 바디의 주요 하중 제품은 전통적으로 단조 기계에 의해 생산됩니다. 특정 캐리어 모델의 핵심 단계 묶음 지원은 부스터의 추력을 핵심 구조로 옮기는 데 사용됩니다. 제품 치수는 1300mm × 630mm × 350mm이며, 본체는 곡선 벽판 + 하중 베어링 조인트의 반전 된 사다리꼴 구조입니다. 구조물의 가장 얇은 벽 두께는 5mm이고 최대 벽 두께는 60mm입니다. 이 제품은 크기, 복잡한 구조 및 벽 두께의 큰 차이를 가지며, 작동 상태 하에서 단일 조각의 최대 부하는 200 T를 초과하며, 이는 큰 크기 및 고 부하 복합 구조의 전형적인 키 베어링 제품입니다. 이 제품은 강철 단조 기계에 의해 형성되어 약 3000kg의 빈 덩어리를 단조했으며, 가공 후 신체 질량은 약 110kg, 재료 활용률은 4%미만이며 자원 폐기물은 심각합니다.

티타늄 합금 GR23 티타늄 와이어는 저밀도, 높은 비강, 고온 및 우수한 내식성 등의 특성을 가지며 항공, 항공 우주 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다. 티타늄 6AL4V ELI 합금 재료 적용 및 첨가제 제조 기술의 조합을 통해 제품 중량 감소 및 빠른 제조의 목적을 달성 할 수 있으며, "Forging + Machine Plus"모드의 단점을 극복하면서 운반 용량 및 효율성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 복잡한 프로세스와 긴 사이클, 재료 활용 개선 및 자원 폐기물 감소.

최적화 된 설계 후, 제품의 원료는 TC11 (TI-6.5AL-3.5MO-1.5ZR-0.3SI) 티타늄 합금 재료로 변경됩니다. 재료 밀도는 원료 재료 밀도의 60% 미만이며 단일 제품의 이론적 질량은 60kg으로 감소 될 수 있으며 체중은 45.4%감소합니다. 이 구조적 최적화는 발사 차량 LEO의 운반 용량에서 거의 200kg의 증가를 달성 할 것으로 예상되며, 적용 효과는 현저하다.

첨가제 제조 기술을 기반으로 한 티타늄 합금 코어 번들링 베어링의 제조 공정을 고려하여,이 백서는 프로세스 방법 선택 및 프로세스 설계를 설명하고 개발 프로세스의 주요 링크를 분석하고 검증합니다.