用于制造太空钛压力容器的英国添加剂工艺

由英国克兰菲尔德大学(Cranfield University)工程师首创的增材制造工艺已被用于生产钛压力容器的全尺寸原型,用于未来的载人太空探索任务。

钛压力容器
全尺寸的钛压力容器原型。图片:克兰菲尔德

这件作品由克兰菲尔德、泰利斯阿莱尼亚航天公司和格伦阿尔蒙德科技公司的工程师制作,高约1米,重8.5公斤。

该材料由钛合金Ti-6Al-4V制成,采用钢丝+电弧增材制造(WAAM)工艺进行沉积,该工艺是克兰菲尔德大学在过去十年中率先采用的。

由于能够直接从数字绘图到最终结构,WAAM已经将两个单独的部件集成为一个部件;消除了对长前置时间锻件的需要,并大大减少了通过机械加工去除的废料量。

该工艺还使团队显著降低了最终组件的质量,克兰菲尔德团队目前正在研究更接近最终厚度的沉积方法。

WAAM形状是在克兰菲尔德制造的,然后送到Glenalmond技术公司,在那里进行应力消除、激光扫描、机械加工和使用超声波方法进行检查。最终检查由Agiometrix公司使用计算机断层扫描(ct扫描)进行内部质量分析和光学扫描仪进行,泰利斯阿莱尼亚航天公司确保零件满足机械要求和规格。

该团队现在正在建造第二个原型机,以便对整个制造周期进行微调,以证明过程的可重复性和可靠性,并将新方法的实施推进到飞行硬件中。

Eng。泰利斯阿莱尼亚航天公司增材制造项目研究经理Massimo Chiampi表示:“我们正在为坦克寻找一种创新的制造解决方案,因为基于减法加工的传统生产路线通常存在较长的交付时间。通过这个项目,我们证明了WAAM技术的采用提高了我们产品的竞争力。与采购标准锻造产品需要几个月的时间相比,一个接近净形状的项目在几天内就可以制造出来,而且加工操作的数量也不断减少。在不放弃所要求的性能的情况下,我们已经将总交货时间缩短了65%,这在设计灵活性方面也提供了好处,使我们能够在项目后期满足客户的需求。”

克兰菲尔德大学高级讲师兼WAAM3D首席执行官Filomeno Martina博士说:“这部分是用过去十年开发的软件和硬件建造的;这些技术终于可以通过克兰菲尔德的新分拆公司WAAM3D进行商业化。

“这让我们有机会在一个备受瞩目的用户案例中测试WAAM3D的创新解决方案,时间尺度非常快。我们为克兰菲尔德大学实现的自动化水平感到非常自豪。WAAM3D将在未来几个月向工业界提供所有这些工具,我们期待这将对工业大规模增材制造产生影响。”

点击浏览新闻