高效率激光制孔技術的成功開發及成熟應用，使在航空發動機熱端部件設計大量氣膜冷卻小孔成為可能。據報道，每臺現代高性能航空發動機的氣膜孔平均數量超過10萬個，據不完全統計，全世界每年有約10億個氣膜孔需要加工。正是發動機熱端部件氣膜孔結構設計及成功應用，最能體現發動機性能的渦輪前工作溫度可以提高400℃以上。激光制孔極具潛力的應用是在飛機機翼、垂尾、發動機殼體等表面加工密集微孔，例如，美國曾在F-16XL機翼上采用激光加工千萬數量級的50μm微孔，孔間距0.5mm，用于吸氣，以使機翼保持為層流而非湍流，風洞試驗表明可以減小飛行阻力15%。
發動機的大修、維護，對提高工作壽命、降低運行成本的作用是顯而易見的。激光熔覆技術已用于發動機葉片、壓氣機機匣、軸類零件、封嚴結構以及最能代表當今發動機結構設計先進性的整體葉盤的熔覆修復，與弧焊方式相比，效率提高至少4倍以上，而且產生更小的熱影響，性能明顯提高。
歐洲《航空航天制造》雜志一篇題為“激光加工將引起復合材料的又一次革命”的文章中為激光切割應用于飛機、發動機復合材料構件展示了美好的前景。碳纖維復合材料由于高熱傳導率等特點，機械銑削和鉆孔會造成熱損傷、碎屑、分層和刀具磨損。試驗研究結果表明，激光切割由于非接觸加工的特點，采用單模光纖激光高速切割僅產生非常小熱損傷，可以得到高質量的切口邊緣，很好地解決了機械切削帶來的問題。
我國激光加工技術在航空工業研發、應用起步并不晚。中航工業制造所早在1968年就開始跟蹤并研發激光打孔技術，經過近20年的工藝及設備開發，終于在上世紀80年代成功將其用于正在研制的發動機I級工作葉片氣膜冷卻孔加工，葉片的降溫效果在200℃以上，發動機的渦輪前溫度達到了設計指標，為該型發動機研制作出了巨大貢獻。上世紀90年代，利用激光技術的最新成果，制造所研制成功了六軸數控毫秒脈沖YAG激光加工小孔專用設備并開發的高壓吹氧YAG激光旋切加工工藝，使加工小孔效率提高了數十倍，小孔質量顯著提高。在制造所激光加工小孔技術研究及應用的牽引、推動下，激光加工小孔技術在航空工業已得到廣泛應用，制造所開發的多軸數控激光制孔設備也已經成功推廣應用于航空發動機制造廠。
轉載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
