本文導(dǎo)讀目錄：
1、增材制造液體火箭發(fā)動機(jī)推力室端到端的工藝評價（1）
2、原型到生產(chǎn)，西門子實(shí)現(xiàn)3D打印燃?xì)鉁u輪葉片突破
3、限量30臺的神風(fēng)帝王！帕加尼 Huayra R
增材制造液體火箭發(fā)動機(jī)推力室端到端的工藝評價（1）
本文探討了增材制造液體火箭發(fā)動機(jī)的最新技術(shù)、挑戰(zhàn)和，本文為第一部分，圖8 L-PBF與DED推力室生產(chǎn)工藝比較，左圖:參照航天飛機(jī)主引擎(SSME)，構(gòu)建商業(yè)AM機(jī)器的外殼概述，右圖:典型的最小特征尺寸和構(gòu)建直徑，無論是基于粉末和基于金屬絲的DED技術(shù)都適用于雙金。
包括結(jié)構(gòu)關(guān)閉，這兩種制造方法的主要區(qū)別在于，基于粉末的封裝工藝需要一個帶有封閉通道的預(yù)制腔體，由于基于線的DED熔斷器在通道之間的肋骨上關(guān)閉，封閉的冷卻通道對這種生產(chǎn)技術(shù)沒有嚴(yán)格要求。
采用后一種生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以在制造閉孔之前加工冷卻通道，從而更好地控制冷卻劑通道的粗糙度，這兩種雙金屬制造方法都可以作為傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)中常用，江蘇激光聯(lián)盟陳長軍原創(chuàng) 作品，理想的推力室襯墊材料具有比強(qiáng)度高、延展性好、導(dǎo)熱系，通常。
大多數(shù)導(dǎo)電金屬合金的強(qiáng)度重量比都很低，而強(qiáng)度重量比高的金屬合金往往導(dǎo)熱性差，在DED中，一個獨(dú)特的組合是使用雙金屬或多金屬結(jié)構(gòu)，將多種合金組合成一個整體部分，Knight等人進(jìn)行了數(shù)值研究。
表明多金屬、分級的壁結(jié)構(gòu)可以用來降低再生冷卻推推器，Onuike等人實(shí)驗(yàn)研究了grco -84和Inc，方法是將兩種粉末直接沉積在彼此之上，用預(yù)混粉末(50% wt% Inconel 718，50% wt% grco -84)進(jìn)行成分分級，文獻(xiàn)報道了兩種材料之間成功的金屬鍵合，并采用了兩種生產(chǎn)工藝。
這兩種技術(shù)都成功地將金屬連接起來，(A) AutoFab中距骨假體組件的設(shè)計(jì)，(B)利用SLM制作CoCrMo距骨假體，(C)拋光后用SLM制備的相同CoCrMo距骨假體，(D)采集數(shù)據(jù)時將標(biāo)本放置在試驗(yàn)臺，腳踝被替換成其中一個原型。
L-PBF耐火合金用于推力室的評估工作也已經(jīng)完成，這一過程被用在用于空間推進(jìn)器的鈮合金C-103上，由于其細(xì)小的晶粒尺寸分布而性能得到了改善，粉體供應(yīng)鏈也在工業(yè)規(guī)模上取得了進(jìn)步，允許更廣泛地使用C-103，其他合金如鎢、鎢錸和鉭，用L-PBF制造可用于推力室，雖然許多難熔合金用于輻射冷卻應(yīng)用。
但它們可以與積分通道使用L-PBF工藝的各種應(yīng)用，本文詳細(xì)綜述了利用激光粉末床融合或粉末基和線基定向，詳細(xì)、系統(tǒng)地解釋了加法制造推進(jìn)器的步驟，包括過程考慮、AM技術(shù)和后處理操作，自2016年以來，NASA已經(jīng)制作并測試了30多個不同的l- pbf，所有的推力室都采用了之前描述的AM技術(shù)。
一些單元采用了雙金屬AM護(hù)套，在各種推進(jìn)劑和混合比下，推力室的室壓從14到97 bar以上進(jìn)行了測試，產(chǎn)生4.4到156 kN的推力，NASA已經(jīng)在各種AM GRCop合金和AM雙金屬，000次啟動(圖3)。
AM L-PBF再生冷卻室的設(shè)計(jì)過程的兩個主要調(diào)整，2，激光粉末層聚變，雖然LP-DED工藝的一個優(yōu)勢是能夠形成完整的通道，但整體結(jié)構(gòu)也可以形成使用各種DED工藝和傳統(tǒng)加工和，這允許在設(shè)計(jì)中保持加工表面，然后可以應(yīng)用各種收尾技術(shù)。
使用DED在液體火箭發(fā)動機(jī)推力室上形成近凈形結(jié)構(gòu)，三菱公司在歧管上和GKN在噴管上的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)筋上也進(jìn)，作為工藝演示的一部分，NASA還演示了大型噴管結(jié)構(gòu)的LP-DED工藝，使用NASA HR-1材料。
在30天的沉積時間內(nèi)制造出直徑為101.6厘米、高，在沉積和后處理之后，噴嘴完成了三維掃描，顯示出與標(biāo)稱幾何形狀的偏差小于0.5 mm，在90天的沉積時間內(nèi)。
一個直徑為152厘米、高度為178厘米的大型整體通，這些噴嘴包括各種內(nèi)部通道幾何形狀和過渡，與傳統(tǒng)制造的組件相比，這種整體通道配置顯著減少了操作和零件的數(shù)量，美國國家航空航天局還展示了其他各種推力等級為178，這些噴嘴將熱發(fā)射，這些噴嘴都證明了成功制造符合幾何公差，能夠去除任何多余粉末。
變形最小，并制定了構(gòu)建和刀具路徑策略，除了針對整體通道的高溫合金開發(fā)外，還展示了使用GRCop-42合金和LP-DED的其，該合金可用于大型腔室應(yīng)用，正如前面提到的AM限制，表面粗糙度仍然是一個挑戰(zhàn)。
需要額外的開發(fā)或后處理，以允許與機(jī)加工或拉制表面光潔度具有可比性的壓降，圖5 該工藝的積分通道DED和小尺寸熱火測試實(shí)例，2.2 整體式銅合金腔室，AM推力室的興趣在發(fā)射行業(yè)看到了巨大的增長，并已被證明為許多發(fā)展和幾個飛行應(yīng)用，AM技術(shù)甚至被稱為未來歐洲Prometheus L。
許多公司已經(jīng)公開了他們的開發(fā)努力和飛行應(yīng)用的AM艙，利用AM技術(shù)制造燃燒室，縮短了生產(chǎn)周期，降低了成本，NASA強(qiáng)調(diào)了使用AM技術(shù)的傳統(tǒng)制造的交貨期和一般。
該技術(shù)結(jié)合了各種AM工藝，３．２．單片結(jié)構(gòu)，最近，包括選擇性激光熔化(SLM)、電子束熔化(EBM)，在這些AM技術(shù)中，SLM因其可加工的金屬種類繁多，幾何自由度和復(fù)雜性。
以及與EBM制造的零件相比較低的表面粗糙度而在生物，上圖為一個通過SLM實(shí)現(xiàn)的CoCrMo踝關(guān)節(jié)內(nèi)假體，盡管大多數(shù)高溫合金在比強(qiáng)度方面優(yōu)于銅合金，但由于與這些合金相關(guān)的低導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)致壁溫超過材料極限，因此在高壓發(fā)動機(jī)中的應(yīng)用受到限制。
對于這些應(yīng)用，高導(dǎo)電性銅合金是更合適的，Aerojet Rocketdyne發(fā)布了關(guān)于C-，作為RL-10的升級，一家初創(chuàng)公司Launcher Inc也公開討論了使，并成功進(jìn)行了小規(guī)模的熱火測試。
由于C-18150在傳統(tǒng)制造中的成熟應(yīng)用以及潛在的，它仍然是一種受歡迎的推力室航空合金，對于大多數(shù)液體火箭發(fā)動機(jī)，需要對燃燒室進(jìn)行主動冷卻，以適當(dāng)?shù)乇３直诿鏈囟?，并考慮到設(shè)計(jì)和所用材料的結(jié)構(gòu)余量，這種冷卻通常被稱為主動冷卻、通道冷卻或蓄冷，因?yàn)榘l(fā)動機(jī)系統(tǒng)中的推進(jìn)劑后來會作為燃燒過程的一部分。
再生冷卻也需要在發(fā)動機(jī)循環(huán)中，如膨脹器，以允許適當(dāng)?shù)耐七M(jìn)劑熱收集來驅(qū)動渦輪機(jī)械，并在某些循環(huán)中可以提供燃燒效率的提高，大多數(shù)燃燒室使用一組軸向通道，用薄(熱)壁將熱燃燒氣體與通道中的冷卻劑隔開，燃燒室的設(shè)計(jì)和隨后的熱壁與結(jié)構(gòu)邊緣和適當(dāng)保持壁溫的。
為了降低壁溫，需要一個無限薄的壁，但需要適當(dāng)?shù)暮穸葋砜刂茐毫?，與L-PBF一樣，DED技術(shù)也可用于制造整體推力室，LP-DED工藝已經(jīng)成熟。
可以形成完整的通道結(jié)構(gòu)，主要用于腔室的通道冷卻噴嘴部分，由于材料是局部沉積的，不存在像L-PBF那樣的尺寸限制，這是噴嘴擴(kuò)展到大直徑時所需要的，DED過程的限制是龍門式或機(jī)器人系統(tǒng)被使用。
NASA和行業(yè)合作伙伴已經(jīng)演示了LP-DED工藝在，包括Inconel 625、JBK-75和NASA，這些演示單元已經(jīng)通過熱火測試證明是可行的，包括使用JBK-75的整體通道DED噴嘴，該噴嘴在大于83 bar的燃燒室壓力下完成了114，LOX/GH2積累了4170秒，其他測試已經(jīng)使用Inconel 625和NASA 。
在主測試階段，這些噴嘴的壁溫超過732 ?C (見圖5)，4.較低的熱膨脹以減少熱致應(yīng)力和低周疲勞，江蘇激光聯(lián)盟導(dǎo)讀：，2.最大使用溫度在800 ?C左右，取決于強(qiáng)度和蠕變要求。
6.成熟的AM工藝，提供一致的，最低的材料性能，1.熱、氧化還原循環(huán)過程中的抗氧化和漂燙性能，3.1 雙金屬結(jié)構(gòu)。
隨著AM技術(shù)的發(fā)展和AM機(jī)器規(guī)模的增加，額外的成本和進(jìn)度節(jié)省被實(shí)現(xiàn)從兩件焊接到單件室，在圖1中可以看到一個例子，增材制造應(yīng)用的推進(jìn)器規(guī)模差別很大，從立方體衛(wèi)星的小型推進(jìn)裝置或反應(yīng)控制系統(tǒng)到軌道運(yùn)載，本工作的目的是對應(yīng)用于再生冷卻液體火箭推力室的端到，有許多不同的金屬增材制造技術(shù)可以用來制造整體冷卻推，本文重點(diǎn)介紹了通過激光粉末床融合(第2節(jié))和定向能。
對于這些生產(chǎn)技術(shù)，本文提供了用于推力室的端到端工藝流程(第4節(jié))，2．1． 整體高溫合金和耐火材料室，GRCop-84和GRCop-42之間有一些區(qū)別，它們可以在不同的應(yīng)用場合進(jìn)行，GRCop-42在某些溫度范圍內(nèi)具有較低的機(jī)械性能。
如強(qiáng)度，較高的導(dǎo)熱系數(shù)(5%-8%)，因此壁溫較低，GRCop-42的延性普遍優(yōu)于GRCop-84，由于GRCop-84的Cr2Nb含量只有其一半，這是預(yù)期的。
這兩種合金在大多數(shù)應(yīng)用中都有足夠的延展性，并且會大量變形而不會失效，合金在低周疲勞時的主要區(qū)別在于應(yīng)變控制試驗(yàn)中所觀察，3.高溫下具有良好的機(jī)械性能，高性能液體火箭發(fā)動機(jī)需要冷卻，以保持燃燒室的結(jié)構(gòu)完整性，暴露在高熱和環(huán)境負(fù)荷。
對于許多系統(tǒng)來說，這是通過再生冷卻的方式來實(shí)現(xiàn)的，冷卻劑流經(jīng)腔壁的通道，同時從腔壁中提取熱量，金屬增材制造(AM)是一種經(jīng)常被考慮的新生產(chǎn)技術(shù)，增材制造技術(shù)的應(yīng)用為發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)帶來了新的機(jī)遇。
無論從技術(shù)角度還是從經(jīng)濟(jì)角度來看，這都可以帶來更具競爭力的設(shè)計(jì)，圖6 美國國家航空航天局(NASA)制造的LP-D，(a)直徑101.6 cm，高度96.5 cm的HR-1合金噴嘴，帶有整體通道，(b) GRCop-42通道演示器(NASA)。
從2014年開始，美國宇航局Marshall航天飛行中心和Glenn，grco合金最初由Glenn研究中心開發(fā)，是一種高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、彌散強(qiáng)化的銅合金，用于高溫、高熱流應(yīng)用。
其機(jī)械性能可與擠壓(鍛造)材料相媲美，然而，增材制造試樣的低周疲勞壽命縮短，這是由于AM工藝固有的表面粗糙度增加引起的裂紋，盡管銅合金和內(nèi)部通道還需要進(jìn)一步的表征，但機(jī)械加工或后處理表面處理可以幫助解決固有表面粗糙。
除了雙金屬結(jié)構(gòu)外，grco -42和grco -84合金還被用于各種，包括LOX/LH 2、LOX/LCH 4和LOX/，圖4 激光粉末定向能沉積示意圖，在定向能沉積(DED)中，原料從沉積頭沉積，如圖4所示。
與L-PBF相反，原料只沉積在局部以創(chuàng)建一個自由的部分，而不是覆蓋完整的建立板與粉末，定向能沉積可以使用粉末或絲料，粉末原料對于制造具有高尺寸公差的零件是極好的。
而成本是耗時的，另一方面，基于線材的工藝具有優(yōu)越的沉積速率，但無法創(chuàng)建具有高分辨率的零件，這些DED工藝更適用于大型推力室、通道冷卻噴管或輻。
DED制造技術(shù)可用于制造雙金屬推力室(章節(jié)3.1)，同樣的材料也被用于Avio開發(fā)的LOX/LCH推力，初創(chuàng)公司Dawn Aerospace報告稱，他們的一些再生冷卻整體太空推進(jìn)器中使用了鉻鎳鐵合金，Aerojet Rocketdyne公司在再生冷卻，許多其他公司也展示了使用各種高溫合金進(jìn)行高溫測試的，Inconel 625和Inconel 718是非，盡管在某些火箭環(huán)境（如氫）中有限制。
雖然高溫合金在使用中，但如果不使用氣膜冷卻或其他可能影響性能的設(shè)計(jì)修改，它們并不是高性能燃燒室的最佳材料，GRCop合金是彌散強(qiáng)化材料，主要由Cr2Nb相強(qiáng)化，與之前的銅基合金相比，該材料具有以下優(yōu)勢：。
NASA實(shí)現(xiàn)的不同雙金屬推力室設(shè)計(jì)是使用基于線的D，特別是使用激光線直接收尾(LWDC)工藝，在這一過程中，帶有開槽或成形通道的預(yù)制襯墊繞模具板上的中心軸旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)的同時。
激光束被用來將線材熔合到先前沉積的層和腔室壁的肋上，從而創(chuàng)建一個雙金屬鍵，早期的雙金屬結(jié)構(gòu)試驗(yàn)表明，C-18150襯里和347系列鋼或Inconel ，Anderson等進(jìn)一步的研究成功地實(shí)現(xiàn)了Inco，這兩種材料都是基于粉末和金屬絲的固體結(jié)構(gòu)的DED，這篇文獻(xiàn)報道了粉末基DED的高動能促進(jìn)了再結(jié)晶和增，但代價是較高的殘余應(yīng)力。
對于絲基工藝，出版物得出的結(jié)論是，機(jī)械混合區(qū)要窄得多，美國國家航空航天局的雙金屬LWDC實(shí)驗(yàn)使用了一個更，隨后，通過使用C-18150襯管和Monel 400封井，確定了有效的解決方案，之后進(jìn)行了高溫測試。
積累了大量的啟動和運(yùn)行時間，可對惰性氣體進(jìn)行預(yù)熱，以增加氣體噴射速度，冷噴已經(jīng)適用于高溫合金和銅基合金，銅合金C-18150、GRCop-84和GRCop，冷噴是一種鑄造或鍛件替代銅合金燃燒室內(nèi)襯，然后再通過機(jī)加工和開槽加工。
并對冷噴工藝在銅襯套封閉和結(jié)構(gòu)夾套的應(yīng)用進(jìn)行了驗(yàn)證，許多用于腔室套的高溫合金可以通過冷噴涂成功應(yīng)用，包括Inconel 625、Inconel 718，除部件制造外，冷噴涂還可用于涂層、修復(fù)、連接和釬焊合金應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)：Gradl P.R.，Protz C.S.，Technologyadvancements f，Acta Astronaut.，174 (2020)。
pp，148-158，10.1016/j.actaastro.2020.，各種形式的DED在使用，主要的區(qū)別是原料，電線或電力。
和能源來源，最常見的DED形式是激光吹粉DED (LP-DED，它使用激光能量源(圖4)，線材也可以用作原料，這種情況下稱為激光線材DED (LW-DED)，其他的能量來源包括電子束和電弧，都使用線材，電子束集成在真空室內(nèi)。
因此在活性合金中使用具有優(yōu)勢，電弧絲沉積(AW-DED)，俗稱“電弧絲增材制造”，可用于非常高的沉積速率，但分辨率有損失，雖然與L-PBF相比，DED具有較低的特征分辨率(圖8)，但它可以與L-PBF結(jié)合用于多金屬結(jié)構(gòu)。
在美國國家航空航天局(NASA)，使用L-PBF制造的grco -84和C-1815，用Inconel 625結(jié)構(gòu)夾套封閉，使用電子束DED和LP-DED，盡管成功地進(jìn)行了熱燒，但在DED制造過程中觀察到了幾何變形，這種變形在后續(xù)的出版物中繼續(xù)。
使用雙金屬DED界面時，觀察到軸向變化為3%-4%，喉部徑向變化為7%-10%，然而，來自殘余應(yīng)力的制造挑戰(zhàn)是可重復(fù)的，這種L-PBF和DED混合工藝對于需要在高燃燒室壓，這種設(shè)計(jì)還提供了一個重量優(yōu)化結(jié)構(gòu)。
利用各種合金在當(dāng)?shù)匦枰脑O(shè)計(jì)，1，介紹，在推進(jìn)工業(yè)中，各種L-PBF推力室已經(jīng)在各種材料中得到了驗(yàn)證，一個普遍觀察到的趨勢是，大多數(shù)公司依賴于高溫合金或高導(dǎo)電性銅合金推力室設(shè)計(jì)，在2015年之前。
在銅合金完全開發(fā)和使用L-PBF表征之前，高溫合金很常見，這些合金中如典型的鎳基或鐵基，能夠承受極端溫度和腐蝕性環(huán)境，SpaceX公司指出。
NTO/MMH SuperDraco發(fā)動機(jī)使用了I，其中包括整體冷卻通道，圖3 由NASA和商業(yè)合作伙伴演示的各種AM銅合金，(b) 156 kN雙金屬的液態(tài)氧/ LH2點(diǎn)火測，(c)大規(guī)模GRCop-42 31 kN室，(d)液態(tài)氧31 kN / LCH4點(diǎn)火測試。
e和(f) L-PBF c - 18150和雙金屬，和(g)點(diǎn)火測試10.7 kN雙金屬室(NASA)，摘要，AM設(shè)計(jì)為新材料，重量優(yōu)化，以及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的形狀和幾何形狀提供了巨大的機(jī)會，這是不可能或過于昂貴的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，此外。
與傳統(tǒng)方法相比，AM推力室可以大大縮短生產(chǎn)時間，這也大大降低了相關(guān)成本，對于那些依賴可重復(fù)使用和消耗性運(yùn)載工具架構(gòu)并希望獲，這可能尤其重要，其他優(yōu)點(diǎn)包括能夠使用各種合金的組合，或使用傳統(tǒng)方法無法生產(chǎn)的新合金，圖1 比較傳統(tǒng)制造和增材制造的發(fā)展(cost in。
2020 equivalent，credits NASA)，5.建立粉體供應(yīng)鏈，歷史上，液體火箭發(fā)動機(jī)的推力室已經(jīng)使用了許多制造方法，最常見的推力室制造方法包括管壁(如RL-10，RS-27)和通道壁(如RS-25。
Vulcain)，這些傳統(tǒng)的方法使用一系列鍛壓成形和裝配方法，包括鍛造、機(jī)械加工、電鍍、焊接、釬焊和鑄造等多種技，盡管這些生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)在該行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，但往往被證明是勞動密集型的，成本高昂的，并且導(dǎo)致組件和后續(xù)系統(tǒng)的零件數(shù)量很高，在新航天公司在發(fā)射裝置市場的地位日益突出的時代。
新的推力室設(shè)計(jì)的成本效益比以往任何時候都更加重要，為了實(shí)現(xiàn)燃燒室的成本效益，有一些根本性的改進(jìn)，包括減少制造時間、手動操作自動化、能夠使用傳統(tǒng)或更，以及使用整體燃燒室設(shè)計(jì)，在這些改進(jìn)點(diǎn)上表現(xiàn)突出的一種新的生產(chǎn)方法是增材制造，除了PBF和DED。
自2000年初以來，一種用于推力室制造的替代AM方法是冷氣體動態(tài)噴涂(，這是一種固態(tài)AM沉積技術(shù)，已被評估為近凈形狀的燃燒室內(nèi)襯和夾克形成，該工藝使用一種會聚-發(fā)散式超音速噴嘴，將高壓惰性氣體和金屬粉末噴射到背襯表面，當(dāng)金屬粉末顆粒達(dá)到臨界速度時，材料發(fā)生塑性變形并通過動能粘附在目標(biāo)表面上。
這通常在500-900米/秒的范圍內(nèi)，該工藝是固態(tài)的，不熔化材料，最大限度地減少殘余熱應(yīng)力觀察在其他AM工藝，3.定向能量沉積，圖2 激光粉末床聚變示意圖(來源：美國宇航局)，激光粉末床融合(L-PBF)，也被稱為商品名稱“選擇性激光熔化”或“直接金屬激光。
其中，是最常用的金屬AM技術(shù)之一，原料以粉末的形式提供，在構(gòu)建板上一層一層地沉積和熔化，如圖2所示。
激光束在微尺度上提供必要的能量，粉末吸收這種能量，產(chǎn)生局部熔化，在完成一層后，將構(gòu)建板降低，用刀片或復(fù)涂機(jī)臂重新涂覆，并繼續(xù)熔化過程，直到實(shí)現(xiàn)三維形狀。
沉積層的典型高度為20 ~ 100μm，為了防止金屬在熔池中過度氧化，L-PBF過程發(fā)生在惰性環(huán)境中，GRCop-42和GRCop-84能夠在高達(dá)800，它們已經(jīng)成功地在超過750 ?C的氧化環(huán)境中進(jìn)行了，相比之下，純銅限制在大約200 ?C，而大多數(shù)銅合金不能超過500?C。
用GRCop-42或GRCop-84替代C-181，可導(dǎo)致200 ?C或更高的溫度能力提高，提供更高的性能交易或更大的利潤，這些特性，加上采用L-PBF工藝的GRCop合金的快速發(fā)展，使其成為高性能燃燒室的一個有吸引力的選擇，理論上，用L-PBF制備的再生冷卻推力室的最小壁厚或肋厚與。
一般為70 ~ 200 μ m，在大多數(shù)商用L-PBF打印機(jī)上，這種厚度的墻壁通常是不可重復(fù)的，或?qū)е逻^多的孔隙，Patel等演示了在Inconel 718再生冷卻，文獻(xiàn)報道在室壁有幾個氣孔。
導(dǎo)致冷卻劑通過室壁泄漏，Zhang和Miyamoto在Co-28Cr-6M，該推力室采用氣膜冷卻和再生冷卻相結(jié)合的方法，Thomas提出了L-PBF制造部件的最小壁厚0.，Marchan等人的工作中也提到了Inconel 。
原型到生產(chǎn)，西門子實(shí)現(xiàn)3D打印燃?xì)鉁u輪葉片突破
德國CAM軟件和制造巨頭西門子已經(jīng)取得了突破，完成了一次特殊的滿負(fù)荷發(fā)動機(jī)試驗(yàn)，其中的燃?xì)鉁u輪機(jī)葉片完全采用增材制造（AM）技術(shù)，這也意味著3D打印技術(shù)進(jìn)入到生產(chǎn)領(lǐng)域更加可信確鑿，版權(quán)所有3D Science Valley，轉(zhuǎn)載請鏈接至：www.51shape.com 網(wǎng)，增材制造可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的機(jī)械性能，粉末狀原材料細(xì)晶組織。
在微觀結(jié)構(gòu)上各向異性需要控制和引導(dǎo)，除了葉片，西門子正在開發(fā)獨(dú)特的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)計(jì)，憑借在能源市場100年以上的經(jīng)驗(yàn)，西門子將新的設(shè)計(jì)可能性轉(zhuǎn)化為客戶的具體解決方案。
圖片：IDTechEx對能源行業(yè)的3D打印機(jī)市場預(yù)，西門子在材料科學(xué)、自動化、制造和工藝等重要領(lǐng)域有廣，因此在3D打印行業(yè)中有著巨大的發(fā)展前景，先進(jìn)的葉片設(shè)計(jì)的成功測試為下一步充分利用增材制造潛，西門子廣泛使用增材制造技術(shù)進(jìn)行快速成型。
并已推出系列生產(chǎn)解決方案的組件用于燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)，2016年2月，西門子在瑞典Finsp?ng投資2千140萬歐元開，開發(fā)新的或者改進(jìn)的部件，以及用于更快地維修西門子工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)——例如SGT，根據(jù)IDTechEx，在2014年用于石油和能源行業(yè)的3D打印機(jī)銷量為9。
而在2025年有望達(dá)到18億美金，顯然，這一預(yù)測是基于當(dāng)前工業(yè)級3D打印技術(shù)在用于生產(chǎn)能源，西門子在模擬真實(shí)工作環(huán)境下成功地驗(yàn)證了增材制造渦輪，每分鐘13000轉(zhuǎn)。
溫度超過攝氏1250度，西門子測試的葉片設(shè)計(jì)具有完全改進(jìn)的內(nèi)部冷卻幾何制造，葉片被安裝在功率為13兆瓦（MW）的西門子SGT-，渦輪葉片由高性能多晶鎳高溫合金粉末制成，這允許它們承受高壓、高溫和渦輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)力，滿載時，這些渦輪葉片運(yùn)轉(zhuǎn)速度高達(dá)1600公里/小時。
被溫度高達(dá)1250°C的空氣包圍后又進(jìn)入400°C，GE，西門子，Turbocam，Rapid Prototyping Service。
這些葉片來自與西門子收購的Materials So，Materials Solutions的核心競爭力，最擅長的領(lǐng)域包括Inconel 625，Inconel 718，以及鎳基合金包括Hasteloy X，C263，C1023。
CM247LC，通過實(shí)現(xiàn)對材料在加工過程中的控制，Materials Solutions發(fā)展了自己的，不僅是性能優(yōu)越，而且其幾何形狀也是通過傳統(tǒng)加工方式無法實(shí)現(xiàn)的。
限量30臺的神風(fēng)帝王！帕加尼 Huayra R
馬力強(qiáng)大、重量極輕的一部賽道專用車，空氣力學(xué)套件成為影響單圈速度的重要關(guān)鍵，據(jù)廠方報稱這部車在320km/h時的下壓力可達(dá)到1，000kg，理論上是可以開在隧道頂端而不會掉下來的，但那只是理論，不過就這個數(shù)值來看，可以預(yù)期這臺車確實(shí)是狠角色。
至于懸吊系統(tǒng)就是Pagani最擅長的項(xiàng)目，累積30多年經(jīng)驗(yàn)，將每個零部件造得就像是藝術(shù)品般的鍛造鋁合金，確實(shí)承接起對抗慣性與重力的工作，全球限量30部，每部定價260萬歐元起跳的Huayra R同樣比照，也就是說它無法開上一般道路。
所以車輛規(guī)范所要求的項(xiàng)目如噪音、油耗或廢棄排放一概，空氣力學(xué)、底盤、輕量化及動力系統(tǒng)的組合可以造就多快，而我們在Huayra R身上看到的除了全新空力套件，有幾個地方更采用有別于過往的突破性設(shè)計(jì)手法，第一個就是車門，原本垂直往上拉起的鷗翼式車門改為蝴蝶門。
出現(xiàn)在原型車上的典型賽車大尾翼到了量產(chǎn)版身上改為類，另外，車頂上方的進(jìn)氣口背部也加了垂直鰭片，這些都成為Huayra R的特征所在，不過最讓大家好奇的還是那具全新開發(fā)的V12自然進(jìn)氣。
這具名為Pagani V12-R的賽車用引擎委由H，這家公司就是最早成立AMG的兩位創(chuàng)辦人之一在公司授，主要承接AMG參加DTM與GT賽事營運(yùn)及賽車開發(fā)工，這具自然進(jìn)氣6.0升V12引擎在8250rpm可輸，500-8。
300rpm峰值扭力，最高工作轉(zhuǎn)速達(dá)9，000rpm，搭配賽車用六速序列自手排，工作壽命為行駛10，000公里需進(jìn)行大保養(yǎng)的同時，更因應(yīng)Pagani對性能方面的需求，整具引擎的重量只有198公斤。
排氣系統(tǒng)更特別為了展現(xiàn)V12的聲威，采用航太材質(zhì)的Inconel 625/718 al，另外并輔以陶瓷涂裝，如此高感就是要讓每一位車主坐進(jìn)車內(nèi)催動轉(zhuǎn)速時，可以享受鋪天蓋地的終極感官體驗(yàn)，哦。
對了，即便如此Huayra R依舊符合了FIA對賽車噪音，車艙內(nèi)部的圖片雖未涵蓋在這次的資料匣之中，而且廠方新聞稿中的描述并不多，只注重在功能性方面，例如動力系統(tǒng)的模式選項(xiàng)及方向排手排撥片及控制鈕等功，但可以預(yù)期跟一般的Huayra相差不遠(yuǎn)。
在動力之外，HWA實(shí)際上在車身輕量化方面也提供許多幫助，例如專屬的碳纖維單體車艙便加入最新的Carbo-T，提高剛性且減輕重量的同時，還具備更好地防護(hù)效果，前懸吊副大梁以鉻鉬合金(chrome-molybd，后懸吊結(jié)構(gòu)則與動力系統(tǒng)融合，借此將整部車的重量降至只有1050公斤。
各位還記得2009年的Zonda R嗎，那令人起雞皮疙瘩的V12賽車引擎咆哮聲，或許半夜讓小孩聽到可能會把他嚇哭，但對車迷來說卻像只應(yīng)天上有的天籟，直接取自AMG專為賽車打造的V12引擎，還有全面強(qiáng)化的賽道空力套件，加上只限量10部與每部高達(dá)200萬歐元起跳的身價。
這臺車就像傳說中的神獸般太不真實(shí)，如今，它的繼任者在12年后的此刻現(xiàn)身了，看到這里，雖然我們都清楚Huayra R現(xiàn)身國內(nèi)的幾率可以說，但至少在電力大軍全面接管道路之前，對死忠的超跑迷來說，又多了一個可以說嘴的對象。
關(guān)于增材制造液體火箭發(fā)動機(jī)推力室端到端的工藝評價（1）原型到生產(chǎn)，西門子實(shí)現(xiàn)3D打印燃?xì)鉁u輪葉片突破的內(nèi)容就介紹到這里！
