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陶瓷基复合材料产量飞跃(图)

发布时间:2021-09-30 13:40:44浏览次数:

  [据美国设计新闻网2013年11月21日报道]陶瓷基复合材料(CMC)经历了很长的时间才能大量生产,但这个时刻终于到来了。航空发动机领导者GE航空集团用于批量生产这种类型复合材料的商用喷气发动机组件的第一个工厂已动工。

  GE航空集团30多年来一直致力于这项技术的进步。最近通过其与斯奈克玛公司合资的CFM国际公司,GE公司首先将用于LEAP涡扇发动机的陶瓷基复合材料技术推向商业用途。今年5月,CFM设计定稿的LEAP-1B,将为波音737 MAX提供动力。1B的飞行测试定于2015,飞行认证定于2016年。

  陶瓷基复合材料比典型的镍基合金要轻得多。它们的操作温度高于镍合金几百度,是典型的高效、高温涡轮发动机材料。陶瓷基复合材料将被用于LEAP发动机的高压涡轮喷嘴,预计将增加耐用性,同时降低重量、耗油率和维护需求。这种材料是在陶瓷树脂中嵌入碳化硅陶瓷纤维,已被成功地用于军用涡轮发动机。LEAP有望成为第一个使用这些材料的商用飞机发动机涡轮部件。

  据一份新闻稿报道,GE的新厂房有170,000平方英尺的面积,位于北卡罗莱纳州阿什维尔,于11月14日举行了奠基仪式。该设施的招聘将于明年开始。这家工厂要造的第一个组件是高压涡轮罩。每一台LEAP发动机将包含18个这种涡轮罩。GE预期,未来商用发动机的其他部件也将采用陶瓷基复合材料制造。

  LEAP发动机也将采用碳纤维复合材料制造风扇机匣和风扇叶片,以及轻便、坚固耐用的钛铝合金制造低压涡轮叶片。这些钛铝合金一直在处于研发中,与陶瓷基复合材料有同样长的发展历史。GE公司利用3D打印技术生产一些金属部件。增材制造(AM)的金属零件必须满足比增材制造的塑料零件更苛刻的规定。

  GE航空是增材制造加工成功量产飞机金属部件的先驱者之一,这不是一件容易的事。需要满足两个互相冲突的目标:生产速度以及极高的精确度和可重复性。GE使用直接金属激光熔化(DMLM)增材制造技术生产发动机的一些部件,预计使用这些技术生产LEAP发动机某些金属部件,如燃油喷嘴。

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