C919是中國自主設計研制的國產大型客機,為150座級以上中短程單通道窄體客機,計劃在2017年上半年實現首飛,并將全面啟動寬體客機項目。未來它將與空客320系列和波音737系列等國際著名商業飛機爭奪訂單。
經過近10年的臥薪嘗膽,中國人的“大飛機”夢想即將成為現實。今天我們就來聊聊航天制造里的激光應用。
激光切割、打孔
在航空制造領域,激光切割技術主要用于特種航空材料的切割,如鈦合金、鋁合金、鎳合金、鉻合金、不銹鋼、氧化鈹、復合材料、塑料、陶瓷及石英等。用激光切割加工的航空航天零部件有發動機火焰筒、鈦合金薄壁機匣、飛機框架、鈦合金蒙皮、機翼長桁、尾翼壁板、直升機主旋翼、航天飛機陶瓷隔熱瓦等。
相較于傳統的切割方法,激光切割技術的高精度、強適應性以及噪聲小、切割質量好等待點被大面積的應用,與此同時,對于一些復雜且借助大型磨具完成的加工操作,在激光切割技術的應用下,不僅不需要應用磨具,同時還能夠保證切割的質量,在降低生產成本的過程中,提高生產效率。因而,激光切割技術被廣泛應用于航空制造等領域中。
激光焊接
飛機制造過程中用到激光焊接的地方也不少。激光焊接應用最廣的是薄壁結構焊接,在航空結構中最典型的是歐洲空客系列客機的鋁合金機身下壁板,這種以焊代鉚結構將減輕飛機機身重量近20%,降低制造成本約20%,已應用于空客A318、A380和A340系列飛機的壁板結構焊接。
以A380為例,其機身壁板所采用的6056/6013激光焊接結構設計,由于省去加筋條用于與蒙皮連接的彎邊,減少了5%-10%的結構重量,同時還降低了約15%的成本。
使用激光焊接不論從降低飛機制造成本、縮短生產周期、還是減輕飛機質量、體高飛機性能方面都有良好的表現。除此之外,激光焊接還被用于機身壁板長桁與角片間的焊接,譬如激光焊接Al-Ti異種材料的座椅滑軌等。
激光熔覆
航空工業是最先吸取激光熔覆的優點用于生產的部門,因為它不僅能用于加工零部件,而且能用于修理零部件。
激光熔覆是材料表面改性技術的一種重要方法。它是利用高能激光束子在金屬表面輻照,通過迅速熔化、擴展和迅速凝固,在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學或力學性能的材料,從而構成一種新的復合材料,以彌補機體所缺少的高性能,這種復合材料能充分發揮兩者的優勢,彌補互相的不足。
第一個激光表面熔覆應用在1981年Rolls- Royce的RB211飛機發動機高壓葉片連鎖。航空發動機鈦合金和鎳合金摩擦副的接觸磨損是發動機使用和維修中的一大難題,通過激光熔覆技術則可獲得優質的涂層,為燃氣渦輪發動機零部件的修復開創一個新的局面。
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