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航空工业庆安3D打印技术：用新技术助力研发能力提升

宣布时间：

2023-01-11 12:45

　　近年来随着航空工业转型升级程序的不绝加速，一大批新工艺、新技术、新要领逐步运用到科研生产中，为航空业务的连续生长提供了动力。航空工业庆何在由零部件供应商向系统级供应商转型的历程中，不绝吸收引进新技术新要领，研发制造能力逐渐向着数字化、精准化偏向迈进，有力支撑了企业的转型升级。铸造设计事情是庆安公司产品生产制造的源头，在新品不绝增加、铸造工艺要求连续提升的形势下，树脂原型模在精密铸造技术应用基础上大胆探索3D打印技术在砂型铸造方面的应用，并取得了很大突破，为公司新品研制水平进一步提升涤讪了基础。
 
 
庆安公司3D打印砂型铸造技术团队
　　“十二五”以来，随着航空工业的快速生长，公司新产品数量不绝增加，种种铸件的品种也越来越多。新一代型号产品的研制周期大幅缩短，公司要想在行业具备竞争力，必须在很短的时间内研制出及格的产品。毛坯的铸造是公司产品制造的源头，能否定时保质保量确保产品交付，在一定水平上决定了产品的交付周期。
　　古板的铸件研制从工艺计划确定、设计工装、制造工装、试模、鉴定模具、冶金试制、生产试加工，整个流程往往在6个月以上，而新产品的研制要求给出铸件毛坯的制造周期在2个月以内，关于目前新品研制时间周期来说已经无法满足要求。新产品性能指标提高，对部件的重量、结构、功效等提出了更为苛刻的要求，特别是重量的限制，原来依靠多个铸件加工后装配到一起，以来实现功效的结构必须进行集成以减轻重量。古板的铸造工艺受到铸件技术水平的限制，集成的铸件无法制造出来，也只能拆分成多个铸件进行组合，不但延长了铸造时间，并且组合成的精度也受到一定限制。
　　为了从基础上缩短铸造生产周期，满足新产品研制需要，2015年开始，3D打印砂型铸造技术便进入了庆安公司的视野。时任总工程师汤济新提出，公司要真正实现生产科研型向科研生产型转变，3D技术辅助制造是一个必不可少的手段，技术部分要利用好这项新技术形成生产能力。3D技术的泛起让设计思想爆发了很大改变，凭据产品功效设计铸件形状，不必考虑许多铸件的工艺限制，充分发挥设计的创立性，进一步集成的组件简化了装配历程，减少了故障环节，减轻了重量，充分发挥出了产品的性能。
　　3D打印树脂砂工艺是SLS技术在高分子树脂粉末激光选区烧结的基础上生长起来的一种新应用。它的泛起关于铸造事情者甚至是产品设计者来说是一次彻底的革命。它彻底抛开了设计模具、制造模具、试模三个周期最长的环节，不但节省了古板铸造2/3的时间，并且再庞大的模型都可以一次铸造成型，彻底结束了已往古板方法多个模具成型拼接的历史。
　　庆安公司通过3D打印树脂砂技术的应用，在设计方面提高了设计庞大铸件工艺计划的水平，使工艺人员加大了铸造模拟软件以及检测设备的应用，提升了设计工艺水平;在制造方面提高了一线操作人员的精细水平，逐步改变了已往操作粗放的习惯，使铸造技术水平上了新台阶。
　　庆安公司通过庞大铸件的试制、批产，发动了质量治理、生产治理人员甚至是其他辅助人员的认知水平，逐步养成良好的质量习惯，提升了公司的整体铸造水平，也提升了公司产品在市场上的竞争力，对公司成为优秀的飞机附件供应商起到了增进作用。
　　一项新技术的降生一定会遇到古板的阻力，公司3D打印树脂砂技术团队在攻关的历程中，不但要面对种种技术工艺问题，在新品试制中他们首先面对的是古板工艺流程和3D打印技术革新后工艺流程的冲突。3D打印树脂砂技术+铸造技术跨越了设计模具、制造模具、试模、模具鉴定这几个环节，而在公司的现行质量治理体系中这几个环节是必须进行的，无法证明及格的实物就不可使用在正式产品中。更改后的技术状态如何控制?如何包管后续的3D砂型与之前的模型一致性?怎么去控制砂型?铸件不可解剖怎么办?等等一系列问题摆在了攻关团队面前。
　　3D打印树脂砂型工艺是一个还没有全面工业化的新工艺，每公斤砂型的用度在100元左右，稍微大一点的砂型用度需上万元;别的，但凡能够使用3D打印树脂砂型工艺，交付时间上都没有给第二轮试制的空间，只能乐成不可失败。团队面对这些巨大的压力下，将工艺计划在设计阶段重复的模拟验证，借鉴原来并未几的经验，摸索前进，团队的每个人都尽了自己的最大努力。
　　虽然遇到的问题千奇百怪，但面前的拦路虎就是团队通往乐成路上的基石。各人没有退缩，没有懈怠，有的就是逢山开路，遇水架桥的决心和勇气，他们用数据证明了这一项新技术的可行性，最终告竣一致共识，通过了首次交付。
　　为了降低3D打印砂型的本钱，加速研制进度，团队的技术人员提出了铸件成型部分使用3D打印砂型，浇铸系统及辅助不加入铸件成型的部分使用3D打印树脂工装。接下来，就是将占铸型很大一部分重量的浇铸系统部分使用庆安能够进行的3D打印树脂工装，利用这个工装制作砂型浇铸系统，铸型本钱降低50%以上，工艺计划的变换也越发灵活。
　　某带鳍壳体铸件毛坯为公司首次接纳3D打印模具生产，代表了3D打印技术开始应用到公司铸造模具制造生产环节，使庆安公司3D技术的应用在铸造领域向前推进了一大步。
　　此次3D打印模具在公司砂型铸造上首次乐成应用，为今后新品快速生产开创了一条新路子，拓宽了3D技术的应用规模，也为公司低压铸造大型薄壁铸件积累了乐成经验。
　　经过几年的攻关和努力，2018年3D打印技术被大宗运用到公司树脂砂铸造方面，产品铸造周期由古板的5个多月降到了45天左右。大大缩短了研制周期，后续新品基本都接纳3D打印技术，改变铸件试制周期长的局面。特别是针对多品种、小批量生产特点的个性化研制具有很强的灵活性。
　　团队卖力人张建平感伤地说，新生的工具总会碰到种种各样的阻力，这是事物生长的纪律，通过首次交付以及在生产中的运用，各人基本上接受了这项新工艺，告竣了基本的共识，后续的事情就是如何将其纳入质量治理体系，接受质量约束，更好地为公司效劳。新生的技术随着认识水平的提高，种种新的问题仍会不绝泛起，我们要正视、积极面对这些问题，正是在解决这些问题的历程当中，团队就逐渐生长起来。公司研发制造能力的提升就是我们团队前进的动力。
　　目前，3D技术已经开始由快速原型功效向功效零件制造偏向前进，并且已经取得了一定的结果，相信不久的将来，3D技术的应用必将成为助推庆安公司焦点竞争力提升的加速器。文章来源：中国航空新闻网

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