“這個問題,還真沒有考慮過。”林東實事求是回答。
雖然空心氣冷技術是他指導設計的,但這個技術要怎麼落地,他當時沒有深入思考。
使用單晶材料製造零件,最大的問題是這玩意要長出來,不能切削成形,同時也不能過分打磨。
需要製作的零件是什麼樣,就要直接長出來什麼樣。
原本控製微觀的金屬晶粒長成一塊宏觀的材料,這裡麵的技術就是難如登天。
現在還要控製晶粒長成一個個形狀迥異,標準精度還要控製在一個絲半個絲的零件……他還真沒有研究過。
雖然第三代單晶鎳基材料是他指導方向量產突破。
但他指導突破的是一整塊的量產材料,而不是這種涉及高精度高工藝的成品零件。
如果是常規的葉片零件,雖然沒有研究,但知道材料製造流程,他可以當場推導出來。
那就是通過陶瓷模具,使用定向凝固技術實現。
使用陶瓷製作一個高精度模具,再放置一個定向生長的籽晶,倒入超高純度的鎳基合金熔液。
接著建立溫度梯度實現定向凝固,再緩緩拉動模具移動溫度區域,讓內部熔液按照籽晶進行定向複製生長,最終就能長出一個跟模具尺寸匹配的零件……
這裡要克服的難題,一個是高精度陶瓷模具製造。
這涉及模具的精度工藝,還有考慮模具的熱脹冷縮,鎳基材料的熱脹收縮,模型計算稍微差一點,那麼生長出來的零件就精度不達標。
另一個是就是溫度梯度的建立,如何隔著一個陶瓷模具,還要實現精準溫度控製。
這決定了晶體的生長是否定向,是否穩定,是否會出現雜晶,裡麵涉及的溫度傳導模型,控製模型稍微出錯一點,零件的生長就要報廢。
整個製造過程,如果讓林東用一個最簡單最精簡的例子比喻……
大概就是拿一個正方形的盒子,把小西瓜套住,最後長出一個正方形的大西瓜。
但現在要的是一個有高精度空腔結構,實現空心氣冷技術的葉片。
他需要在這個西瓜裡,再長出一個字體完全標準的“福”字,要做一個福瓜,那就真難為人了。
“我研究兩天看看,問題應該不大。”
林東跟焦佑說了一聲,說著打開另外一個界麵,開始進入軍工內網查看3d打印相關的論文和技術細則。
十幾年後看3d打印視頻的經驗告訴他,要做這些有各種奇形怪狀內部空腔的零件,直接3d打印出來是最便捷的。
雖然消費級領域的3d打印,要到明年2013年開始普及。
但工業級3d打印早在80年代就已經誕生,90年代就已經普及,當時就可以製作各種汽車、醫療義肢等零件。
這個時候的工業3d打印技術進一步成熟,開始觸及航空航天領域的零件,比如spacex火箭的噴嘴,空客a350飛機的一些機身結構零件……相比滿足一個單晶渦輪葉片,問題不會很大。
“你別動!”
林東剛打開內網關於工業3d金屬打印的技術論文和細則。
突然,許子明在旁邊總裝車間過來,看到這一幕頓時驚呼道:“3d打印單晶零件,熱裂紋,雜晶控製,還有應力殘餘導致再結晶的問題沒有解決……這技術用不了。”
“許叔……”
林東回過頭,想了想道:“這幾個問題,是溫度控製,控製模型,還有溫度處理的問題,應該不難吧。”
能指導出第三代單晶材料量產技術,他也算半個材料專家。
一聽就明白這幾個問題,主要還是3d打印時的溫度和3d打印的速度方向控製不行導致,隻要能收集足夠的數據,整一個溫度模型和控製模型不是挺簡單。
“是不難!”
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“但我有更好的辦法。”
許子明走上來,二話不說關掉林東在內網找論文的界麵,神情認真又語重心長道。
“焦工發過來的郵件我看了,峨眉項目渦輪葉片的空心氣冷空腔,我上午研究了一下,有出口通道。
這樣除了外部的陶瓷模具,給葉片加一個陶瓷型芯就行。
等到葉片生長做好了,再使用特製溶劑把裡麵的陶瓷型芯溶掉,這個氣冷空腔就做出來了。
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