“浑然一体”的航天零件是如何产生的?

没有任何衔接缝隙,所有结构“浑然一体”,这样完美的航天零件你听说过吗?曾经这不可能的事,现在通过流体高压成形技术便可以实现。从第三届中国军民两用技术创新应用大赛优秀项目展上发现,我国紧扣市场需求,涌现出许多国内领先、国际先进的军民融合技术产品。

流体高压成形技术

是如何生产零件的?

又有什么优势?

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《直击军民融合科技新成果》

今天就带你走进

流体高压成形技术

哈尔滨工业大学的展台前,摆放着一个个奇形怪状的零件。这些零件有的弯弯扭扭,有的是球形和多个圆柱形组合在一起。据说,它们都有特殊用途。

记者:这个是用在哪块的?

王东君:这个是航空航天的,一个进气道。

记者:火箭的还是飞机的?

王东君:这个是飞机的,那个是火箭的。

吕红桥摄

吕红桥摄

由于无法制作整体模具,以往要做这些零部件,需要先把各个不规则的部分做出来,然后再焊接在一起。但是这样,零件上就会留下一条条焊缝。而记者在现场看到的这些不规则零件都没有焊缝,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院副教授王东君说,这是因为应用了他们研发的流体高压成形技术。

所谓流体它有一个特点就是如影随形,几乎哪个位置都能充满。这种流体主要是水,油、或者气体,它的流动性很好,不管你的零件或者截面的形状有多复杂,它都能几乎充到你这个位置当中去,然后利用它作为一种传力的介质,实现金属或者合金材料复杂形状的成形。

流体高压成形的过程

也就是说,使用流体以柔克刚,可以使不规则零件一体化成形。以火箭底部向各个发动机输送燃料的五通件为例,哈尔滨工业大学流体高压成形技术研究所副所长刘钢告诉记者,流体高压成形的意义不光是少了几条焊缝,更美观了,更重要的是安全性大大提升。

五通件是燃料下来之后分到4个发动机要经过这里,所以它会受到冲击。以前的这种五通件只能分块成形,焊缝就非常危险,冲击的时候容易破裂。我们做整体结构它就没有焊缝了,提高可靠性的程度就非常高,解决了我们新一代运载火箭对这种构件的迫切需求。

超大型板材流体高压成形机及整体箱底

流体高压成形技术说起来简单,其实它要用到材料学、力学、计算机控制、机械系统控制、液压系统控制等一大堆技术,跨了很多学科。王东君说,这项技术在民用方面也有巨大市场空间。比如汽车产业中,汽车副车架等不规则零部件也可以一体成形。

原来的汽车副车架是分段焊的,为什么要分段焊?因为整个架不同的位置形状是不一样的,它很难整体做出来。但是我们通过内高压成形技术,就可以把它整体地、一体化地做出来。

目前,多家汽车厂商已经用到这项技术。刘钢说,他们下一步将在分析研究民用市场特点的基础上,推进技术产业化发展。

民用市场特别讲究成本,所有的东西要比以前成本低。然后就是效率,效率要特别高。再就是成品率,比如一千件才废一两件。所以在这方面我们必须得做多次实验和更好的数据库去积累,然后把出现波动的这些因素考虑进来,让工艺参数更加稳定。

记者:吕红桥

责编:李兆颖

编审:刘志军、李 锐

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