با استفاده گسترده از طراحی دیجیتال و تکنولوژی تولید، توسعه محصول بر اساس مدل CAD تبدیل شده است به مدل اصلی در صنعت حمل و نقل هوایی، که در آن مدل CAD و خالی مواد، که معمولا بر اساس قطعات است، با حذف مواد و یا تغییر شکل مدل CAD مدل هندسه بخشی بوده است اگرچه این مدل نقش بزرگی در پیشرفت پیشرفت تولید هوافضا ایفا کرده است، سالها تجربه صنعتی نیز نشان داده است که این کار بسیار کارآمد و کارآمد به نظر می رسد، مخصوصا برای توسعه قطعات آلیاژ تیتانیوم که نیاز به عملکرد بالا، ساختار پیچیده و به طور گسترده ای در صنعت حمل و نقل استفاده می شود.
در پاسخ به این وضعیت، یک فناوری انقلابی دیجیتال تولید وجود دارد - تکنولوژی تکنولوژی لیزر نمونه سازی سریع به شکستن حالت سنتی تغییر شکل از حذف مواد یا تولید، با استفاده از "گسسته + انباشت" افزودنی تفکر تولید، یک مرحله از مدل CAD تکمیل ساخت قطعات، بدون نیاز به قالب هندسه پیچیده ای از نامحدود، چرخه پردازش کوتاه، هزینه تولید پایین، بسیار انعطاف پذیر، عملکرد یکپارچه و دیگر مزیت های قابل توجه است. این تکنولوژی از زمان آغاز آن در 1990s، به سرعت برق هوایی و اولویت رقابت شد توسعه تکنولوژی صنعتی پیشرفته.
همانطور که قدرت هوا، به رهبری ایالات متحده توسعه این تکنولوژی ساخت پیشرفته، و اجرای پژوهش و مهندسی برنامه های کاربردی از هواپیما آلیاژ تیتانیوم قطعات ساختاری از لیزر تولید نمونه سازی سریع. در حال حاضر، لیزر تکنولوژی نمونه سازی سریع تبدیل شده است سلاح های دفاعی هوافضا آمریکا و تجهیزات از تیتانیوم بزرگ یکی از فن آوری هسته ای برای تولید آلیاژ عضو سازه.
بر روی F / A-18E، F22 و F35 جنگنده پیشرفته، تعداد زیادی از ساختارهای نازک دیواری، ساختارهای پیچیده و حفره عناصر و سختی، تیتانیوم مواد، فولاد ضد زنگ، و غیره، با استفاده از این فن آوری است. استاد معاملات در دانشگاه پکن از هوا و فضا و فضانوردی این تیم تحقیقاتی از طریق اجزای بزرگ و پیچیده از مواد لیزری آلیاژ تیتانیوم، فولاد با مقاومت فوق العاده بالا و دیگر فن آوری نمونه سازی سریع، و برنامه های کاربردی مهندسی شکست شده است با موفقیت انجام شده است.
تیم پروفسور وانگ به موجب "3D لیزر تکنولوژی نمونه سازی سریع، برنده جایزه اول از تیم تحقیقاتی اختراع پروفسور هوانگ دانشگاه ملی فناوری ویدونگ نورث وسترن برای نمونه سازی سریع لیزری نظریه، فن آوری و استفاده از فن آوری به انجام بسیاری از کارهای تحقیقاتی. در حال حاضر، لیزر تکنولوژی نمونه سازی سریع قادر به ساخت هوافضا عضو تحمل بار اصلی، ساخته شده از حداکثر منطقه پیش بینی شده از بخش بوده است رسیده 12m2، و بالاتر از 70٪ مصرف مواد.
اصول تکنولوژی نمونه اولیه لیزر، مراحل و مزایای کلیدی
در اصل، لیزر نمونه سازی سریع استراحت تکنولوژی "یا از بین بردن مواد APOS تغییر شکل فکر پردازش معمولی، با استفاده از اصل افزودنی از تولیدات قطعات. استفاده از لیزر یک روش انرژی غلظت، آسان برای کنترل و کاهش هزینه های انرژی های صنعتی مزایا، تنظیم دقیق و کنترل نور لیزر، برای رسیدن به پردازش مواد خوب و فله، در نتیجه به سرعت در حال تولید با چگالی بالا عضو فلز پیچیده است.
فرآیند اصلی و گام کلیدی در لیزر نمونه سازی سریع: اولین مدل CAD به قطعه بخشی، بخشی از مش توسط یک پروفایل ضخامت داده 2D لایه لایه به یک سری از گسسته تصویر خاکستری کامپیوتر مانند و پس از آن، بر اساس ژنراتور داده طرح راننده NC می توانید حرکت لیزر کنترل، در نتیجه رانندگی لیزر از پایین به بالا لایه به لایه رسوب پودر فلز روکش فلزی، در نهایت به دست آمده متراکم، با کارایی بالا در نزدیکی خالص شکل 'قطعات از لیزر کامل نمونه سازی سریع جریان تولید نشان داده شده در شکل .
است لیزری فوری تشکیل روند
برای برش مشکل CAD مدل لیزری نمونه سازی سریع در، هو رو به جلو الگوریتم تقاطع لبه شبح سریع بر اساس غلبه بر مشکل تکینگی از الگوریتم کلاسیک قرار داده شد. ما لیانگ، که با توجه به مدل اطلاعات STL هندسی سطوح مثلثی شکل، همراه با قطعه قطعه ضخامت، ایجاد یک ماتریس بسته، به منظور کاهش تعداد تقاطع و تعداد سطوح مثلثی صرف با ساخت رابطه توپولوژی پویا بین سطوح مثلثی شکل با مشتقات جزئی.
تقاطع این تکنیک بر اساس الگوریتم های گرافیک کامپیوتری کلاسیک را به سرعت تکمیل تصویر تولید شده با بهینه سازی تعدادی از لایه تراورس سطوح مثلثی شکل. به طور کلی، قطعه قطعه CAD مدل و طرح کلی تولید داده ها بر اساس الگوریتم راننده بالغ، و پس از آن روند روکش فلزی لیزر شامل فیزیکی پیچیده، شیمیایی، مشکلات مکانیکی و متالورژی، محدود کردن مشکلات توسعه تکنولوژی نمونه سازی و سریع نرم افزار های لیزری.
وضعیت تحقیق و کاربرد
سازمانی داخلی و مکانیزم تشکیل نقص
فرایند نمونه برداری سریع لیزر می تواند به شرح زیر باشد:
◆ منطقه روکش فلزی لیزر به طور مداوم به فلز ذوب پودر شده، یعنی تحت عمل یک پرتو لیزر، در ذوب مجدد بستر و یا لایه قبلی روکش فلزی موضعی عرضه شده، آلیاژی و ذوب مخلوط؛
◆ جریان ذوب فلز در استخر تا زمانی که درجه حرارت در داخل استخر تمایل به هماهنگی و ترکیب ترکیبات آلیاژ ذوب تمایل به یکنواخت؛
◆ همانطور که تغییرات کنونی رخ می دهد، ذوب شدن در استخر متحرک به سرعت از تعادل خارج می شود.
فرایند فوق در یک استخر مایع مایع کوتاه و کوتاه مدت رخ می دهد، که یک فرایند متالورژی فیزیکی بسیار کوتاه و غیر تعادل است. تعامل بین لیزر، پودر فلزی و استخر مذاب در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل 2 نمودار فرایند تعاملی لیزر، پودر حمام
چن و همکاران، با استفاده از عکاسی با سرعت بالا برای مشاهده زمان واقعی در طول شکل گیری و تکامل لیزر حمام مایع نمونه سازی سریع. ژانگ Fengying مانند مکانیزم سازند مطالعه لیزر تیتانیوم نقص فرآیند نمونه سازی سریع، نقص تخلخل بسته به تراکم فله پودر از آنجا که لیزر سریع تغییرات فرآیند نمونه سازی سوالات بسیار پیچیده کلیدی پژوهش، فقیر چگالی انرژی همجوشی از لیزر، و نسبت بین با هم تداخل دارند سفر تنها چند کانال در مورد محور Z، سازمان های داخلی و مکانیسم تشکیل نقص داخلی مانند عضو است دشوار است. "پژوهشی" تیم تحقیقاتی و Shenyang طراحی هواپیما و موسسه تحقیقات از دانشگاه پکن هوانوردی و فضانوردی پیشرفت قابل توجهی در این زمینه ساخته شده است، شکستن تغییر شکل بخش، ترک خوردگی پیشگیری و کنترل کیفیت داخلی و مشکلات دیگر.
مدلسازی و شبیه سازی تشکیل روند
به منظور بدست آوردن اجزای پایدار، با کیفیت بالا، قانون تشکیل دقت درک سازمان های داخلی و نقص داخلی لیزری سریع تشکیل فرایند، تشکیل پارامترهای فرایند و تشکیل شبیه سازی فرایند و بهینه سازی افزایش تاکید.
روش دیگر جیا Wenpeng با استفاده از شبیه سازی المان محدود از مرگ حوضچه مذاب تشکیل شده در طول رسوب و شکل تکامل سطح آزاد و لایه روکش فلزی، از دمای سطحی ذرات پودر برای شبیه سازی شرایط منعکس از دست دادن حرکت از حمام ها و به معنی دستگیری ذرات در پودر، و لاگرانژی با استفاده از مدل ردیابی ذرات پیاده سازی ردیابی ذرات پودر.
ما لیانگ و همکاران بر اساس ANSYS، زمینه دمای ایجاد شده است، پارامتری مدل المان محدود از میدان تنش تشکیل شده توسط توسعه ثانویه از تکنولوژی لیزر توسط یک واحد تلفن همراه و فناوری منبع مرگ، لیزر تنش حرارتی در طول شبیه سازی ریخته گری، دقیق محاسبه بر اساس تکامل میدان دما، آن را به علت تنش های حرارتی درست پلاستیکی منطقه فشرده سازی، منطقه پلاستیکی کشش، مناطق تخلیه نشان داد.
قهوهای مایل به زرد هوآ همکاران ویژگی از تکنولوژی لیزر برای نمونه سازی سریع، مطالعه سیستم کنترل حلقه بسته بر اساس اصل نظارت بر زمان واقعی برای تنظیم پارامترهای فرآیند رسیدن به کارایی بالا و قطعات با کیفیت بالا، و در مورد سیستم کنترل بیشتر نظارت جهت توسعه و حلقه بسته .
وضعیت برنامه لیزر سریع نمونه سازی
به عنوان یک تکنولوژی تحول، تکنولوژی لیتوگرافی سریع نمونه سازی اولیه عمدتا برای قطعاتی است که تقاضای بالا هستند، پیچیده و دشوار برای فرایند یا حذف مواد، و دو نوع آلیاژ تیتانیوم آلیاژ آمریکایی F-22 در شکل 3 نشان داده شده است. با استفاده از تکنولوژی لیتوگرافی سریع نمونه سازی اولیه، عملکرد کلی نسبت به روش های پردازش سنتی به میزان قابل توجهی بهبود یافته و هزینه های تولید 20 تا 40 درصد کاهش یافته است، همچنین تولید 80 درصد کاهش یافته است.
شکل 3 F-22 لیزر سریع نمونه سازی قطعات تیتانیوم
دانشگاه پکن هوانوردی و فضانوردی و هوایی چین گروه صنعت در شرکت لیزر هواپیما تاسیس شد، لیزر سریع صنعتی نمونه سازی از فن آوری نتایج تحقیقات است. این پروژه در جهان برای اولین بار از طریق لیزر شکست تشکیل هواپیما فرآیند آلیاژ تیتانیوم بزرگ کلی اصلی ساختار تحمل بار، خواص مکانیکی کنترل، تجهیزات مهندسی، استانداردهای فنی موفق به تعدادی از مدل های هواپیما برای انجام برنامه های مهندسی شده است. شکل 4 اولین نمایش عمومی از لیزر نمونه سازی سریع قطعات تیتانیوم بزرگ نوع خاصی از تکنولوژی ساخت هواپیما است.
پس از سالها تحقیق در عمق، هوانگ ویدونگ استاد دانشگاه نورث وسترن پلی تکنیک در لیزر تکنولوژی نمونه سازی سریع نیز به دست آورده است نتایج فوق العاده. لیزر نشان داده شده در شکل 5 تکنولوژی نمونه سازی سریع به تولید در مقیاس بزرگ آلیاژ تیتانیوم بخشی از عضو تحمل بار اصلی نوع خاصی از ماشین است.
تجزیه و تحلیل برنامه تولید هلیکوپتر
● تولید سریع قطعات متحرک
ساخت سیستم روتور اصلی یک روتور در پرواز بالابر تاس، رول و روتور دم Swashplate (مجموعا "عضو متحرک") است قطعات اصلی بلبرینگ عضو متحرک هلیکوپتر فن آوری هسته ای تولید، ساختار پیچیده، محیط کار ضعیف، از آن نیاز به استحکام بالا خستگی، و مواد و تکثر درجه حرارت بالا آلیاژ تیتانیوم TB6 مواد دشوار است. اگر لیزر تولید تکنولوژی نمونه سازی سریع، یک خواص مکانیکی معادل یا برتر وجود دارد.
علاوه بر این، مدل سازی سریع لیزر دارای مزایای استفاده از مستقل از قالب، پیچیدگی هندسی نامحدود، چرخه تولید کوتاه و استفاده از مواد بالا، به ویژه مناسب برای تغییرات طراحی قطعات متحرک است. بنابراین، تکنولوژی تولید اولیه لیزر برای تولید هلی کوپتر از قطعات متحرک برای بهبود خواص مکانیکی مکانیکی اجزای سازنده، کاهش هزینه های تولید و کوتاه شدن چرخه توسعه اهمیت زیادی دارد.
● تعمیر سریع قطعات متحرک
هلیکوپتر عضو قابل حمل به عضو دریافت مهم است، دریافت یک نیروی گریز از مرکز انجام تیغه لحظه دارای حق اعمال، لحظه ای تکان تکان خوردن، و غیره به این ترتیب، عضو قابل حمل به احتمال زیاد به لباس هلیکوپتر عضو. عضو قابل حمل پر هزینه است، نقص یک بار رخ می دهد و یا نقص، تنها جایگزینی کلی، ممکن است به صدها هزار و حتی میلیون ها تلفات منجر شود.
لیزری تکنولوژی نمونه سازی سریع تولید نقطه به نقطه افزودنی، آن است که به سادگی به عنوان یک ماتریس قطعات نقص ویژه ای به بازسازی سایت نقص هندسه، بازسازی برش لایه در هندسه دیده می شود، و در نهایت توسط لیزر تکنولوژی نمونه سازی سریع به سرعت تعمیر قطعات با توجه به انرژی لیزر و تراکم قدرت در توزیع مکانی و زمانی از کنترل از انرژی بسیار بالاتر از صنایع دیگر، ممکن است برای به حداقل رساندن عوارض جانبی از فرایند گرمایش تعمیر به قطعات تعمیر شده است.
علاوه بر این، از آنجا که لیزر سریع تشکیل روند ممکن است یک کنترل همزمان تشکیل یک ترکیب آلیاژ و ساختار، و در نتیجه می تواند اجزای منطقه تعمیر کنترل، بافت ساخت خواص ناحیه تعمیر و قسمت های بدن یکسان باقی می ماند، در نتیجه بازگرداندن عضو خواص ذاتی قادر به صرفه جویی در وقت و اقتصادی عظیم از دست دادن، بلکه استفاده از منابع، در خط با کم هزینه، استراتژی توسعه پایدار را بهبود بخشد.
نتیجه گیری و چشم انداز
به عنوان بخش مهمی از صنعت گل صنعت هوانوردی، صنعت هلیکوپتر در حال تجربه تغییرات سریع است. برای بزرگ کردن و تقویت صنعت، هیچ راه حل ساده ای تنها به تقویت تحقیق و توسعه، به منظور تطابق با روند توسعه از موضع وجود دارد لین تکنولوژی لیزر نمونه سازی سریع قوی به ارمغان می آورد مزیت فن آوری فوق العاده ای از توسعه ی تکنولوژی پیشرفته تولید می شود. حرکت کردن هلیکوپتر ساخت قطعات فن آوری در توسعه قابلیت های ساخت شرکت هلیکوپتر منعکس، از لحاظ هزینه، بازده، کیفیت، تصویب لیزر سریع تکنولوژی نمونه سازی برای حرکت تولید و تعمیر اجزای با مزایای فنی و اقتصادی بزرگ، به عنوان توسعه آینده قطعات متحرک اولویت تکنولوژی تولید.