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航空航天领域金属制造技术的突破

1目录

第一部分增材制造技术的发展与应用2

第二部分高强轻质合金的研发与应用4

第三部分复合材料在航空航天域的应用8

第四部分金属表面处理技术的进步10

第五部分数值建模与仿真在金属制造中的作用14

第六部分人工智能在金属制造中的集成16

第七部分绿色制造与可持续发展20

第八部分未来金属制造技术的趋势23

第一部分增材制造技术的发展与应用

增材制造技术的发展与应用

简介

增材制造(AM)技术，也称为3D打印，是一种革命性的制造技术，

通过逐层沉积材料来创建对象。与传统的减材制造(如车削、钱削)，

去除材料以创建形状不同，增材制造基于计算机辅助设计(CAD)文

件，将材料沉积到所需的形状中。

金属增材制造

金属增材制造(MAM)是AM技术的一个分支，它使用金属材料构建对

象。MAM技术包括：

*激光粉末床熔融(LPBF)：使用激光束将金属粉末熔化和融合，逐

层形成物体。

*电子束熔融(EBM)：使用电子束作为热源，熔化金属粉末，形成致

密的物体。

*直接金属激光烧结(DMLS)：类似于LPBF,但使用激光束将金属粉

末烧结，而不是熔化。

*金属熔丝沉积(FDM)：使用熔化的金属丝材，逐层沉积形成物体。

优点

MAM技术具有显着的优点，包括：

*设计自由度高：可制造复杂几何形状，传统制造方法无法实现。

*减少浪费：仅使用所需的材料，最大限度地减少废料。

*快速原型制作：快速创建物理原型，用于设计验证和测试。

*定制生产：可轻松生产小批量和定制零件。

*供应链灵活性：降低对特定制造设施的依赖性。

应用

MAM技术在航空航天域有着广泛的应用，包括：

航空航天发动机零部件

*轻质、高强度叶片和叶片

*冷却通道优化

*复杂燃料喷嘴

航空航天框架结构

*坚固耐用的机翼和机身部件

*减轻重量

*复杂内部结构

卫星和航天器

*轻量化结构件

*推进系统部件

*科学仪器

数据

*2020年，全球航空航天AM市场规模为2.97亿美元。

*预计到2026年，该市场将增长至12.9亿美元，复合年增长率(CAGR)

为29.2%o

*航空航天工业占MAM市场收入约35%O

*LPBF是航空航天应用中最常用MAM技术。

趋势

MAM技术发展趋势包括:

*多材料制造：使用多种金属或金属-复合材料创建组件。

*大规模制造：提高生产率以实现经济可行性。

*闭环监控：使用传感技术监测和控制制造过程。

*数字化工作流程：整合CAD、CAM和制造系统以实现无缝操作。

结论

增材制造技术在航空航天领域有着变革性影响。它提供了设计自由

度、减少浪费和定制生产等优势。随着技术不断发展和应用扩大,

MAM有望进一步推动航空航天工业创新和发展。

第二部分高强轻质合金研发与应用

关键词关键要点

钛合金研发与应用

1.高强钛合金开发，具有优异比强度，广泛应用于航

空发动机风扇叶片、涡轮叶片和机身结构中，有效减轻飞

机重量，提高燃油效率。

2.耐腐蚀钛合金应用，解决了海洋环境下航空器酎腐

蚀问题，延长了飞机使用寿命，降低了维护成本。

3.钛合金3D打印技术突破