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铂力特推出大尺寸金属增材制造设备,已交付航空航天零件超700件

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发表于 2020-9-17 09:35:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
 
  大尺寸一直以来都是金属增材制造装备发展的重要方向,更大的成形尺寸可以显著扩大金属增材制造技术的应用范围,解决大尺寸复杂构件传统制造过程中的难点和痛点,还可以实现中小尺寸复杂构件的批量化生产,为用户提供短流程、数字化、品质可控的先进解决方案。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  2020年6月3日,铂力特向市场推出了大尺寸金属增材制造设备BLT-S600。根据铂力特,该设备在正式推出市场之前,经过近40000小时的产品打印实测,5轮方案设计迭代,近50次细节修正,设备单次不停机运行时间超过1200小时。截止目前,该设备已累计生产20台,交付各类高品质航空航天零件超700件,出品零件在“弹、箭、星、船、机”上广泛应用,服务国家多项重大工程,支持国家多项重点型号的建设。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  聚焦长时间稳定运行与品质
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  根据3D科学谷的市场观察,大尺寸金属增材制造设备BLT-S600,曾承担了我国千乘一号卫星的增材制造工作。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  l 千乘一号卫星
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  整星结构示意。来源:航天五院总体部
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  千乘一号整星结构采用面向增材制造的轻量化三维点阵结构设计方法进行设计,整星结构通过铝合金增材制造技术一体化制备。传统微小卫星结构重量占比为20%左右,整星频率一般为70Hz左右。千乘一号微小卫星的整星结构重量占比降低至15%以内,整星频率提高至110Hz,整星结构零部件数量缩减为5件,设计及制备周期缩短至1个月。整星结构尺寸超过500mm×500mm×500mm包络尺寸,也是目前最大的增材制造一体成形卫星结构。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  千乘一号小卫星结构由航天五院总体部机械系统事业部负责研制。航天五院总体部机械系统事业部是我国航天器空间机械产品研制的核心部门,近年来在面向3D打印的航天器轻量化结构设计与评价方面开展了大量的研究工作,突破了基于三维点阵材料的整体结构设计技术。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  该技术团队从2012年起开展基于三维点阵材料结构的设计方法研究,具有良好的技术储备及研究基础。在千乘一号小卫星结构设计过程中采用了宏细观一体化优化方法等前沿技术,考虑了3D打印工艺约束与整星装配约束,在点阵材料细观构型与连接结构方面实现创新设计。目前,已将该方法也应用于卫星整星结构、相变储能热控结构与有效载荷支架结构,相比传统设计与制造技术,实现结构减重30%-60%,相关可公开结果发表在AIAA Journal和Chinese Journal of Aeronautics。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  整星增材制造工作委托西安铂力特增材技术股份有限公司完成,该卫星所有结构由铂力特四光束3D打印设备BLT-S600一炉内完成打印制造,零件最小特征仅为0.5mm。零件整体轮廓尺寸大,内部轻量化点阵胞元结构尺度小,整星超过100万个点阵特征,增材成形难度大,从稳定性、精度、周期等指标上对打印设备及工艺能力要求极高。
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  l 大尺寸复杂结构一体化成形
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  BLT-S600设备最大成形尺寸达600mm×600mm×600mm,可满足多种应用场景零件尺寸需求,解决高端应用领域中大尺度异形空间曲面特征、多特征跨尺度结构、镂空网状及空间连续拓扑包络等复杂结构的一体化成形难题。
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中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  l 质量稳定性
中国CAE 部落 www.caeunion.com 中国CAE 部落 www.caeunion.com  铂力特对其多光束拼接技术,进行了长期应用验证,对多种、多批次材料在不同成形区域内进行金相、尺寸精度、力学性能等全方位对比验证,海量的测试数据表明BLT-S600设备多光束搭接区域与非搭接区域产品质量及性能一致。多批次零件测试结果显示,零件精度、粗糙度、力学性能等均符合航空航天质量标准。其中,零件成形精度可控制在0.2mm以内,振镜拼接精度可控制在±0.05mm以内,零件表面粗糙度最低可达到Ra5。
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