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??當我們在(zai)博物館看著后母戊鼎、四羊(yang)方尊等(deng)商周青銅(tong)器(qi)(qi)時,常(chang)(chang)常(chang)(chang)會好奇,這(zhe)樣精美絕倫的瑰寶是(shi)怎(zen)么制造(zao)出來的呢?實(shi)際上,這(zhe)些都是(shi)鑄(zhu)造(zao)而成的,中國人早在(zai)2500年前(qian)就已熟練掌握青銅(tong)器(qi)(qi)的鑄(zhu)造(zao)工(gong)藝。
??如今(jin),鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)在汽車、航(hang)(hang)空等領(ling)域的(de)(de)(de)應用十分(fen)常見,被譽為現代制造(zao)(zao)業的(de)(de)(de)基石(shi),是(shi)許多高端設備制造(zao)(zao)的(de)(de)(de)核(he)心工藝(yi)之一。在航(hang)(hang)空發(fa)動機(ji)(ji)研制中(zhong),鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)技術(shu)應用十分(fen)廣泛(fan),大到航(hang)(hang)空發(fa)動機(ji)(ji)上(shang)的(de)(de)(de)主(zhu)機(ji)(ji)匣、附(fu)件機(ji)(ji)匣等,小到渦(wo)輪盤、葉片等,都是(shi)通(tong)過鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)毛(mao)坯件加工成型而來。航(hang)(hang)空發(fa)動機(ji)(ji)上(shang)的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)件價值約占整機(ji)(ji)價值的(de)(de)(de)40%,其重要性不言而喻。
??鑄(zhu)造(zao)(zao)工(gong)藝主要可(ke)以分(fen)為砂(sha)型(xing)鑄(zhu)造(zao)(zao)、金屬(shu)型(xing)鑄(zhu)造(zao)(zao)和壓力鑄(zhu)造(zao)(zao)等。鑄(zhu)造(zao)(zao)技(ji)術看似簡單,卻對最終產品的強度、耐(nai)磨性(xing)和精度有著極大的影響。
??航(hang)空(kong)發(fa)動機(ji)鑄(zhu)件(jian)中機(ji)匣(xia)件(jian)占比(bi)最(zui)大(da),那么如何確保這類大(da)型鑄(zhu)件(jian)的質量和一(yi)致性(xing)呢?具有成本低(di)廉、生產效率(lv)高、適應性(xing)強等特點的砂型鑄(zhu)造技術就顯得非常適配(pei)。
??首先對機匣(xia)零件進行分型(xing)、工藝規(gui)程設計,然(ran)后(hou)制造砂(sha)型(xing)和砂(sha)芯,組合模具,最后(hou)將熔體倒入模具中冷卻(que)成型(xing),這樣便(bian)能獲得所需(xu)的鑄件。
??砂(sha)型(xing)鑄(zhu)造時,砂(sha)型(xing)需要一個(ge)個(ge)捏制,制作模具的(de)(de)(de)砂(sha)子也往(wang)往(wang)是一次性的(de)(de)(de)。如果要獲得大批的(de)(de)(de)、高精度的(de)(de)(de)鑄(zhu)件,例如航空(kong)發動機漲圈等,砂(sha)型(xing)表面就太粗糙了,一個(ge)一個(ge)捏砂(sha)型(xing)效率也過(guo)于低下。此時可以設計一個(ge)金(jin)屬模具,將熔(rong)體倒進去,冷卻后再(zai)取(qu)出(chu),便可實(shi)現(xian)反復(fu)使(shi)用,這就是金(jin)屬型(xing)鑄(zhu)造。
??那(nei)對(dui)于強度、精度要求更高的(de)葉片該怎么辦呢?航空發(fa)動機渦輪葉片的(de)鑄(zhu)造有耐高溫(wen)、高強度、輕量化、高精度等多個方面(mian)的(de)要求,為滿足這(zhe)些苛刻條件(jian),我國(guo)在上(shang)世紀60年代就開展(zhan)了(le)單晶鑄(zhu)造葉片研究,取(qu)得了(le)顯著的(de)成績。
??在航(hang)空發動機批(pi)量生(sheng)產前,需要進行(xing)數(shu)萬小(xiao)時的零件部(bu)件試(shi)驗,持續改(gai)進優化設(she)計方(fang)案。難道每(mei)改(gai)進一(yi)(yi)次,就要為其打(da)造一(yi)(yi)個金屬(shu)型模(mo)(mo)具嗎(ma)?不,這太浪費了。我(wo)們可以(yi)用3D打(da)印技術制作(zuo)模(mo)(mo)型,就像搭積木一(yi)(yi)樣可以(yi)DIY,每(mei)改(gai)進一(yi)(yi)次,就打(da)印一(yi)(yi)個對應的砂型,周期(qi)短、靈活性高(gao),還能有效降低試(shi)制成本(ben)。
??隨著人工智能(neng)、3D打印(yin)、數字(zi)孿生等新(xin)技術的(de)不(bu)斷涌現,航(hang)空發動機(ji)鑄(zhu)造(zao)技術面臨著新(xin)的(de)機(ji)遇(yu)。未(wei)來,航(hang)空發動機(ji)鑄(zhu)件(jian)將(jiang)朝(chao)著復雜化、高性能(neng)和(he)(he)長壽命趨勢發展,精(jing)密鑄(zhu)造(zao)技術的(de)應用將(jiang)越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)廣(guang),鑄(zhu)件(jian)的(de)精(jing)度(du)和(he)(he)合(he)格(ge)率將(jiang)越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)好,生產效率也(ye)將(jiang)越(yue)(yue)(yue)來越(yue)(yue)(yue)高。
