3D -utskrift av flygplan och reparation av titanblad
Aug 11, 2025
Flygplan landningsutrustning är en komponent som är föremål för betydande stress. För att motstå dessa högspänningsmiljöer är dessa delar smidda från höghållfast stål. Men sedan tillkomsten av titanlegeringar har landningsutrustningen i flygplan gradvis förskjutits till titanlegeringsförslag. Titanlegeringar erbjuder både hög styrka och låg densitet, vilket minskar mässan med över 25%kritiskt viktigt för flygplan. Titanlegeringen som används i landningsutrustning i flygplan är Ti-10V-2FE-3AL, med en draghållfasthet av 1190 MPa, nästan 2,2 gånger den av 7075 aluminiumlegering. Många landningsutrustningskomponenter på Boeing B777 är smidda från denna legering. TI-6AL-2SN-2ZR-2MO-2CR-legeringen, som också används i landningsutrustning, erbjuder hög styrka och seghet, men är relativt dyr. Vidare är TI-6AL-4V-legering, som vanligtvis används vid smidning av helikopterlandningskomponenter, den mest använda titanlegeringen inom flyg- och allmänna utrustningsapplikationer. Även om det är relativt prisvärt, är dess styrka och prestanda lägre än de för nämnda titanlegeringar. Flygplanmotorblad fungerar under extremt krävande förhållanden, inför inte bara höga temperaturer utan också högt tryck och luftflöde med hög hastighet. Dessa blad, som arbetar i denna hårda miljö, är extremt mottagliga för skador, särskilt vid bladspetsarna, vilket gör underhåll till ett betydande företag. Enligt en 15 september 2023 utvecklade flygplatsen för luftfartyg, Optomec och ACME Robotics Systems (ACME) en världs-första automatiserad arbetscell för att reparera titanlegeringskompressorblad för flygmotorer under en tvåårsperiod för att minska underhållsarbetsbelastningen och förlänga bladlivslängden. Systemet är främst utformat för att reparera titanlegeringskompressorbladstips som har slitit under motordrift, men det kan också reparera skador på nickelbaserade legeringsbladspetsar och ledande kanter. Den automatiserade arbetscellen består av tre stationer som kan utföra bladspetsslipning, 3D-tryckningslaser beklädnad och efterbehandling. Den innehåller en automatiserad pallbelastning och lossningsstation, en pallstation och ett robotmaterialhanteringssystem. Det kan också utrustas med andra funktioner, till exempel en automatiserad koordinatmätmaskin och en rengöringsstation. Optomech säger att dess automatiserade arbetscell erbjuder ett antal fördelar jämfört med traditionella titanbladreparationsprocesser, såsom CNC -bearbetning och volfram inert gas (TIG) svetsning. Bladbehandling är ungefär tre till fyra gånger snabbare än CNC -bearbetning eller manuell efterbehandling; Reparationskvaliteten är mer konsekvent jämfört med manuella processer; och kostnaderna minskas med över 70%. Att eliminera manuell svetsning och manuell efterbehandling förbättrar avsevärt reparationskvaliteten. Optomech säger att användning av effektiv och repeterbar robotfinish -teknik kan förbättra arbetskvaliteten avsevärt och minska reparationskostnaderna i motorreparationscentra. Det automatiserade robotsystemet kan reparera 85 000 titankompressorblad årligen och har certifierats av civila luftfartsreglerare i flera länder. Långsiktig kommersiell drift har visat systemets säkerhet och tillförlitlighet.
Enligt en rapport på den brittiska Aero-Mag-webbplatsen den 17 september lanserade Storbritanniens Aerospace Technology Institute (ATI) ett forsknings- och utvecklingsprojekt på 22,5 miljoner pund, med titeln "Landing Gear Industry Breakthrough (I-Break)." Ledd av Airbus och involverar 15 företag, forskningsinstitutioner och universitet kommer detta projekt att markera världens första 3D-tryckta flygplan för landningsutrustning.
I-Break-projektet består av fyra arbetspaket: WAAM3D ansvarar för industrialiseringen av ARC 3D-tryckproduktionshastighetsökningar, mikrostrukturella och mekaniska egenskapskontroll för strukturella tillämpningar med hög integritet och komplex med användning av en uppgränsad robal-system. Cranfield University ansvarar för att undersöka nya WAAM -processer och lösningar och validera avsättningen av kritiska legeringar. University of Strathclyde ansvarar för innovativ in-line NDT-teknik. PeakNDT, en tillverkare av högpresterande konventionella och fasade array-ultraljudsinstrument, ansvarar också för att undersöka NDT-tekniker in-line.
Att använda 3D-utskrift för flygplanets landningsutrustningskomponenter kan förkorta tid till marknad, förbättra produktkvaliteten och minska koldioxidutsläppen med 20%. Projektets FoU -arbete är planerat för slutförande fram till 2026. Den globala tillverkningsprocessen för flygplan för markeringsutrustning kommer gradvis att växla från smidning till 3D -utskrift.
Företaget har ledande inhemska produktionslinjer för titanbehandling, inklusive:
Tyskt importerad Precision Titanium Tube Production Line (årlig produktionskapacitet: 30 000 ton);
Japansk-technology titanfolie rullande linje (tunnaste till 6μm);
Helt automatiserad titanstång kontinuerlig extruderingslinje;
Intelligent titanplatta och remsbehandling;
MES -systemet möjliggör digital kontroll och hantering av hela produktionsprocessen, vilket uppnår produktdimensionell noggrannhet på ± 0,01 um.
E-post
