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林德公司与阿丽亚娜集团合作开发3D打印铜合金火箭燃烧室

来源:南极熊3D打印网 1020 2023-11-01

颗粒在线讯:2023年10月31日,著名气体制造商林德公司(Linde)和阿丽亚娜集团(Ariane Group)正在合作开展一个研究项目,以帮助改进铜合金零件的增材制造过程,这些零件将用到未来重型运载火箭的发动机燃烧室。研究人员希望更有效地实施增材制造流程,从而降低未来Ariane 6火箭发射的成本,目前该项目的预算已经严重超支且延期严重。

林德公司与阿丽亚娜集团合作开发3D打印铜合金火箭燃烧室

△位于法属圭亚那欧洲航天港的Ariane 6 号发射基地。

随着增材制造的进步,铜粉现在可用于开发具有高度几何自由度(例如冷却通道)的发动机部件,这在以前使用传统制造方法是不可能的。虽然铜是一种优异的热导体,被公认为航空航天工业的重要材料,但由于其反射特性,它在增材制造工艺方面面临着挑战。铜在接触到激光时就仿佛一面镜子,大量的能量被反射,而不是用来熔化金属。因此需要更高的激光强度,但这可能会带来零件过热和氧化问题的风险。

林德公司与阿丽亚娜集团合作开发3D打印铜合金火箭燃烧室

林德利用其定制气体混合物 ADDvance Laser230 及其独特的精确氧气控制系统 ADDvance O2,与 Ariane 合作测试高精度增材制造工艺,以提供一致、高质量的3D打印铜部件。

林德公司与阿丽亚娜集团合作开发3D打印铜合金火箭燃烧室

△常规LPBF设备(左)和ADDvance Laser230设备(右)打印时的金属熔池状态

林德增材制造副总监 Pierre Forêt 表示:“林德非常自豪能够与 Ariane 合作开展这个项目,以改进增材制造工艺。与 Ariane 等世界领先的合作伙伴合作是我们创新文化的核心。”

ADDvance Laser230 专为优化激光粉末床熔融 (LPBF) 工艺中的打印效果而开发。凭借其专有的氩气和氦气混合物,它有助于减少烟雾和飞溅的形成并加快循环时间,使打印过程更加可靠并降低每个零件的成本。它与合金无关,非常适合复杂或晶格型结构的增材制造。

通过ADDvance O2 精确控制系统,打印过程中氧增量将被精确控制,确保打印室的最大氧含量仅保留10ppm以下。这种极低的残留氧气含量可减轻过热和氧化,从而实现更高效的打印,而无需等待各层冷却。它还具有额外的好处,即未氧化的粉末可以重复使用,从而降低材料成本。

阿丽亚娜集团专家、工艺流程部门的 Mathias Palm 说道:“为了确保未来火箭发动机的竞争力,改进的增材制造工艺是一个关键因素,可以降低制造成本并缩短交货时间,同时保持无可争议的质量和可靠性,这使 Ariane 成为行业领导者。我们相信林德的气体专业知识将有助于优化增材制造工艺。”

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