中國粉體網(wǎng)訊 據(jù)中國航天報(bào)消息，美國空軍技術(shù)學(xué)院與空軍研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員合作，利用3D打印技術(shù)制造出氧化鋁陶瓷渦輪轉(zhuǎn)子。
渦輪轉(zhuǎn)子部件是燃?xì)廨啓C(jī)中服役環(huán)境最惡劣的部件，不僅要在高溫（600～1 300℃）條件下承受巨大的交變載荷，高溫燃?xì)鉄岣g也會(huì)加劇其損傷程度，因此渦輪轉(zhuǎn)子部件成為故障率最高的工作部件之一。為實(shí)現(xiàn)商用燃?xì)廨啓C(jī)的軍用化，需提高其功率和推力，關(guān)鍵之一是提高渦輪的進(jìn)口溫度，這需要采用耐高溫的渦輪轉(zhuǎn)子且不使用其他葉片冷卻方法。
為此，研究人員先通過有限元分析確定了氮化硅制造的渦輪轉(zhuǎn)子可承受的溫度和離心負(fù)載。適用于氮化硅的3D打印技術(shù)還在研發(fā)中，因此采用Admaflex 300 DLP打印機(jī)制造出氧化鋁渦輪轉(zhuǎn)子，替代氮化硅轉(zhuǎn)子進(jìn)行概念驗(yàn)證。氧化鋁與氮化硅的楊氏模量、泊松比、密度相當(dāng)，但導(dǎo)熱系數(shù)和熱膨脹系數(shù)不同，用氧化鋁替代氮化硅，可積累3D打印經(jīng)驗(yàn)，后期經(jīng)少量修改即可用于氮化硅渦輪轉(zhuǎn)子打印。測試表明，氧化鋁轉(zhuǎn)子的打印時(shí)間僅為2周，每個(gè)轉(zhuǎn)子的材料成本低至158美元。
這項(xiàng)研究證明了3D打印技術(shù)用于復(fù)雜耐高溫陶瓷部件制造的可行性，將促進(jìn)高性能燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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