超快激光“智造”航空航天发动机叶片

国际金属加工网 2018年10月12日

9月27日,中国科学院第三季度例行新闻发布会在北京召开。记者从会上获悉,中国科学院西安光学精密机械研究所瞄准航空、航天等战略领域对极端精密制造装备的重大需求,在中国科学院科技成果转移转化重点专项(弘光专项)项目“航空航天发动机极端精细制造装备”等的支持下,开发出国内最高单脉冲能量的26瓦工业级飞秒光纤激光器,研制出系列化超快激光极端制造装备,实现了航空发动机涡轮叶片气膜孔的“冷加工”突破,填补了国内空白,达到了国际先进水平。

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中科院西安光学精密机械研究所研究员杨小君介绍,项目在国际上率先突破了小空腔(0.5毫米)叶片对壁无损伤微孔加工的世界技术难题,在国内率先攻克了高精度、三维可编程、异型微结构扫描成形技术,实现了超高精度(±2微米)及异型气膜孔的高品质加工,为新型航空发动机叶片的研制提供了重要的技术支撑。

据了解,在弘光专项项目支持下,西安中科微精光子制造科技有限公司实现了系列化超快激光极端制造装备的产业化。截至目前,已建成1条核心部件及3条极端精细制造装备的中试生产线,相关产品已在中国航发商发、中国航发西航、中国航发黎明、贵阳精铸、中国航发航材院等20余家航空航天领域优势单位得到应用,为我国航空航天发动机关重件加工提供了新的加工手段和装备,有力地推动了我国航空航天发动机领域的技术进步和产业发展。

杨小君说,针对航空领域,在国内率先利用超快激光极端制造技术攻克了新型超高温单晶材料和高精度复杂微结构制造难题,实现了对高压涡轮叶片气膜孔的“超精细冷加工”,解决了现有电火花、长脉冲激光加工工艺存在重铸层、微裂纹、再结晶等缺陷的问题,完成了国产发动机多型号、多批次高压涡轮单晶叶片的气膜孔加工及验证,为国产大飞机发动机换上“中国心”打下坚实基础。针对航天领域,攻克了50±2微米高品质钻孔技术,将航天推进器流量控制板的控制精度提升三个数量级(由毫克/秒提升至微克/秒),减少燃料携带量约20%,并成功应用于世界首套在轨验证的磁聚焦霍尔推进系统,促进了航天推进系统升级。


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