原標(biāo)題：中科院儀器裝備研制項目“航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片復(fù)雜異型孔加工系統(tǒng)”通過技術(shù)驗(yàn)收

7月19日，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所所屬二級所先進(jìn)制造所激光與智能能量場制造工程團(tuán)隊承擔(dān)的中科院儀器裝備研制項目“航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片復(fù)雜異型孔加工系統(tǒng)”技術(shù)驗(yàn)收會議在寧波材料所舉行。來自中科院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所、中科院上海硅酸鹽研究所和寧波海天精工的專家以及團(tuán)隊10多名科研人員參加了現(xiàn)場技術(shù)測試。

專家組聽取了項目負(fù)責(zé)人張文武的項目工作報告，現(xiàn)場審議了技術(shù)測試大綱，并按照測試大綱逐項測試技術(shù)驗(yàn)收指標(biāo)，現(xiàn)場進(jìn)行五軸聯(lián)動坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、自動對焦與補(bǔ)償、法向自動檢測與傾角控制、多工位異型孔cad驅(qū)動智能化加工等功能演示，并對平板零件和葉片試件進(jìn)行現(xiàn)場打孔，充分考察了裝備的運(yùn)動能力、工藝能力及內(nèi)核控制系統(tǒng)智能化水平。根據(jù)實(shí)施方案中的指標(biāo)要求和實(shí)測結(jié)果，專家組認(rèn)為所研制的“航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片復(fù)雜異型孔激光加工系統(tǒng)”技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于實(shí)施方案規(guī)定，圓滿完成了研制任務(wù)，意義重大，同意通過技術(shù)驗(yàn)收。

航空發(fā)動機(jī)對國家安全和國民經(jīng)濟(jì)意義重大，航空發(fā)動機(jī)的一大性能指標(biāo)是渦輪前工作溫度，其提升取決于高溫材料、熱障涂層和氣膜冷卻技術(shù)的全面進(jìn)步，其中先進(jìn)氣膜冷卻技術(shù)對溫度提升量的貢獻(xiàn)約占2/3。上世紀(jì)80年代中期，美國率先使用了復(fù)雜異型孔氣膜冷卻技術(shù)，渦輪葉片等熱端部件的等效冷卻效率從0.3提高到了0.5以上，并在繼續(xù)進(jìn)步中。我國則由于自主加工母機(jī)的空缺和加工工藝的落后，長期未能突破復(fù)雜異型孔加工技術(shù)，先進(jìn)冷卻結(jié)構(gòu)設(shè)計無法驗(yàn)證，葉片冷卻效率迄今與西方國家存在較大代差。冷卻技術(shù)滯后，會間接導(dǎo)致發(fā)動機(jī)可靠性和總體性能的落后。因此，我國亟需突破復(fù)雜異型孔加工的自主工業(yè)母機(jī)和相關(guān)工藝技術(shù)。

航空發(fā)動機(jī)葉片外形扭曲、內(nèi)腔復(fù)雜，要利用激光在葉片上加工出高精度復(fù)雜異型孔，存在五軸坐標(biāo)聯(lián)動轉(zhuǎn)換、自動對焦與補(bǔ)償、法向自動檢測與傾角控制、cad驅(qū)動多工位自動化加工等眾多技術(shù)難點(diǎn)。

針對上述挑戰(zhàn)，激光與智能能量場制造工程團(tuán)隊經(jīng)過六年多持續(xù)攻關(guān)，在國內(nèi)率先打通了復(fù)雜異型孔技術(shù)應(yīng)用的“仿真-設(shè)計-裝備-工藝”創(chuàng)新鏈，并得到中科院裝備項目支持，成功研制出“航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片復(fù)雜異形孔加工系統(tǒng)”及全套加工工藝，經(jīng)專家組的鑒定，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于實(shí)施方案規(guī)定。該項目得到了寧波大艾激光科技有限公司的大力協(xié)助，依托該公司，此項技術(shù)已經(jīng)全面進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。

“航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片復(fù)雜異型孔激光加工系統(tǒng)”為航空發(fā)動機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片、燃燒室、火焰筒等熱端部件的復(fù)雜異型孔精密低損傷加工提供了國產(chǎn)母機(jī)和成套工藝方法，并可以擴(kuò)展應(yīng)用到三維曲面微細(xì)加工，可對金剛石、石英、陶瓷、金屬、復(fù)合材料、樹脂等眾多難加工材料進(jìn)行精密三維加工。該成套技術(shù)的突破對推動我國航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件的技術(shù)進(jìn)步和微細(xì)加工能力的突破有重要意義。

航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片復(fù)雜異型孔加工系統(tǒng)

驗(yàn)收現(xiàn)場