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激光切割助力航天业发展

作者: 郑州百维 时间:2017-10-31 来源:百维激光
摘要:航天器天线固面反射器、雷达部件频率选择器、石英半球谐振陀螺静电(HRG)激励罩、航空发动机陶瓷型芯、机匣等构件表面精细制造质量,决定着新型航天器、航空发动机等重大装备性...

航天器天线固面反射器、雷达部件频率选择器、石英半球谐振陀螺静电(HRG)激励罩、航空发动机陶瓷型芯、机匣等构件表面精细制造质量,决定着新型航天器、航空发动机等重大装备性能,关系到数据中继星性能、飞行器深空探测、雷达隐身/反隐身以及飞机等国家重大工程的成败。传统制造工艺无法满足上述的复杂构件表面加工、修理、刻型、表面完整性的需求,而先进激光制造技术因其在非接触加工、材料普适性等方面的显著优势,成为复杂构件表面精细制造的唯一选择。因此,国内外非常力发展构件表面的精细激光制造技术,以保证其在航天航空领域的国际领先地位。
                                航天激光
在激光图案制造方面,国外已将激光技术应用于复杂构件图案制造先进的天线反射面及HRG激励罩图案制造。德国MBB公司利用激光精细制造技术,为5颗“欧洲通信卫星-2号(EUTELSAT-2)”卫星加工了10副非常化敏感天线,并我国“东方红卫星”加工了直径为2000mm的非常化敏感天线。日本三菱机电也采用分块激光直接刻蚀的方法为Superbird-C卫星研制了直径1.6m的非常化敏感天线反射器。此外,部分发达国家国家利用激光加工解决了HRG激励罩图案制造问题。国内在激光刻蚀制造曲面薄膜图形技术方面的研究起步相对较晚,1999年起,兰州空间技术物理研究所开始采用镀膜/激光刻蚀技术进行曲面金属薄膜图形结构刻蚀加工的研究工作。但是目前天线反射器图案制造只能依赖进口俄罗斯激光装备,但其精度、效率和可靠性都达不到使用要求,而捷联惯导激励罩图案的制造需求国内技术仍无法满足。
 
在激光标印方面,美国NASA规定包括飞机发动机所有零部件必须进行激光标印,且已实施了完善的行业标准。国内尚未掌握表面完整性激光标印技术,只能采用振动/电解标印,影响飞机部件安装、故障追溯。
 
在激光修理方面,美国联信公司(AlliedSignal)提出激光修理发动机叶片陶瓷型芯的方法,对陶瓷型芯的修边、切割、修孔等,形成专利;美、法等国已将CMC材料成功应用于火箭、航发导向叶片、涡轮外环的制造,其CMC材料部件表面制造均采用了美国G.E.和P.W.公司的超快激光修理技术。陶瓷型芯属于影响航空叶片形貌的关键工艺部件,发达国家将其制造技术作为核心机密对国内禁运,国内只能手工修理。而CMC 激光修理仍处于实验阶段。
 
在激光化铣刻型方面,PRIMA(北美)公司开发的LASERDYNE高精度多轴激光加工系统,已经用于解决薄壁零件表面激光刻型等加工难题。西班牙M.Torres公司的TORRESLASER激光刻型机与TORRESTOOL通用柔性夹具系统优次集成,成为空客德国工厂优台刻型机。截止目前,国外激光刻型装备主要集中在化铣件的一次刻型,能够实现三维蒙皮类零件的激光刻型。我国刻型制造只能采用进口普通激光切割机[8, 9],其加工部件的强度/质量比不能满足要求。
 
有上述可知,我国表面精细制造技术落后于欧美, 因此需要大幅度提高我国航空航天领域的复杂构件激光制造能力和水平,突破国外技术封锁,提升我国航空航天产业/国防装备的国际竞争力。

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