激光制造技术在航空领域中的应用

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激光制造技术在航空领域中的应用

激光制造技术在航空领域中的应用

激光制造技术在航空领域中的应用随着科学技术的发展,激光技术已经成为了制造业的一大利器,备受航空领域的青睐。

因为激光制造技术具有高精度、高效率、高质量和较少的杂质等特点,所以在航空领域,使用激光制造技术几乎能够满足所有的要求,广泛应用于航空航天领域。

在本文中,我们将探讨激光制造技术在航空领域中的应用。

激光在航空制造中的应用航空业是对质量和安全最高要求的行业,因此航空制造技术必须满足严格的要求。

激光制造技术在航空领域中的应用主要有以下几个方面:1. 激光切割技术激光切割技术是加工机器人的一个重要应用。

在航空制造中,激光切割技术可以用于钛合金、不锈钢、铝合金等高强度材料的切割和加工。

采用激光切割技术可以极大地降低材料的加工成本和提高加工效率。

2. 激光焊接技术激光焊接技术是目前最为常用的航空结构件加工方法之一,可用于航空器零部件的连接和修复。

在航空制造中,常常使用激光焊接技术来加工一些钛合金、铝合金等材料的零部件,这种技术可以使焊缝的强度更高,寿命更长。

3. 激光打孔技术激光打孔技术是一种高效、低成本、低损耗的制程方法。

在航空制造中,激光打孔技术主要被用于航空器的发动机部件加工。

使用激光打孔技术可以有效地避免切削工具损耗,并且减少材料的损耗。

激光制造技术的优势和挑战激光制造技术在航空领域中的应用可大大提高制造效率和质量,但也存在一些挑战。

一方面,激光制造过程中需要消耗大量的能源,产生的噪音和辐射可能会对人体产生危害;另一方面,激光制造设备的成本较高,材料的成本也比传统机械加工要高。

因此,如何在保障加工效率和质量的前提下,降低成本已成为激光制造技术面临的重要问题。

结语总之,激光制造技术在航空领域中的应用已经取得了巨大的成功,并谷其已成为航空制造的主流技术之一。

在未来的发展中,我们相信激光制造技术将会不断完善和改进,为航空领域提供更加高效和安全的制造方案。

激光制造技术在航空航天领域中的应用

激光制造技术在航空航天领域中的应用

激光制造技术在航空航天领域中的应用自从人类第一次触碰到天空的边缘以来,航空航天发展就始终是人类最为关注的话题之一。

随着社会的不断进步,人们对于航空航天领域的发展也提出了新的更高的要求。

在实现目标的过程中,激光制造技术已经成为了航空航天领域中的重要一环。

航空航天的制造过程对于精度和效率的要求都是很高的。

然而传统的加工技术,例如铣削和冲压等在航空航天领域中实用性不高。

这是因为这些方法对于材料不能进行太大力度的处理,同时还容易引起不可逆转的变形,损坏部件或者影响整个飞行器的性能。

因此,激光制造技术随之而来。

激光制造技术能够通过对于原材料的迅速加热和融解来实现零件的精密加工。

由于激光加工能够在纳米秒范围内完成加工过程,这意味着零件的加工时间可以不断缩短,从而达到效率提高的目的。

在航空航天领域中,该技术可以被用来加工大型结构件和精密小型零件。

例如,激光加工技术可以用来制造高质量的航空轮胎轮毂以及构建实验性飞行器的复杂零件。

此外,激光制造技术可以帮助航空航天领域的零件提高质量。

通过精确的激光切割技术,工艺师可以消除材料表面的裂纹和不良质地。

激光切割技术还可以用来增强航空结构的耐久性,并且提供更加精确的加工技术,以减少搭载器件的质量。

当航空器在飞行时,经受的重力和力量能够对设备造成极大的影响。

使用激光制造技术来精心加工所需的航空结构件,可以减少设备的重量,并且使航空器在飞行时能够承受更大的力量。

激光制造技术的另一项重要应用是用于航空器表面材料的处理和修补。

在航天领域中,设备表面的维护和修复是关键工作。

由于航空航天设备需要在极端的环境条件下工作,例如高压、高温和低温等,所以他们的表面经常会出现各种损伤。

这时,激光制造技术可以用来修复和强化设备的表面。

激光切割和烧蚀技术可以用来消除设备表面的缺陷和裂痕,从而恢复设备的正常功能。

在航空器维护和修理时,用激光修复设备表面需要更少的材料,这减小了航空结构的重量和成本。

总的来说,激光制造技术在航空航天领域中的应用是无所不能的。

激光超精密加工技术在航空航天领域中的应用

激光超精密加工技术在航空航天领域中的应用

激光超精密加工技术在航空航天领域中的应用随着航空航天技术的不断提升,对于材料加工精度和效率的要求也越来越高。

激光超精密加工技术作为一种先进的材料加工方法,已经在航空航天领域中得到广泛应用。

本文将从激光超精密加工技术的原理和特点出发,探讨其在航空航天领域中的应用和发展前景。

一、激光超精密加工技术的原理和特点激光超精密加工技术是利用高能量激光束对材料进行加工的一种方法。

其原理是通过控制激光束的聚焦度、功率密度和作用时间,将激光能量集中到微小的加工区域,通过瞬间高温和高能量的作用,使材料发生蒸发、熔化和气化等变化,从而实现对材料的加工和形变。

与传统机械加工方法相比,激光超精密加工技术具有以下几个特点:首先,激光超精密加工技术具有极高的加工精度。

激光束的直径可以达到微米甚至纳米级别,可以实现对微小细节的加工和控制。

这对于航空航天领域来说尤为重要,因为航空航天工程中涉及到许多微小部件的加工和组装,需要具备高精度加工的能力。

其次,激光超精密加工技术具有非接触性加工特性。

激光束可以在与材料无接触的情况下进行加工,避免了机械接触带来的划痕、变形等问题,能够更好地保持材料的原始性能和形态。

再次,激光超精密加工技术具有高效率和灵活性。

激光加工速度快,可以实现对复杂形状的加工,同时可以根据需要在不同材料上进行加工,非常灵活。

二、激光超精密加工技术在航空航天领域中的应用1. 航空发动机制造与维修航空发动机是航空领域中最核心的部件之一,其制造和维修过程需要极高的精度和安全性。

激光超精密加工技术可以应用于航空发动机的叶片修整、烧孔处理、修复和刻字等工艺中。

利用激光超精密加工技术,可以实现发动机叶片的精确修整,提高叶片的流体力学性能和燃烧效率。

2. 航空航天器结构加工航空航天器的结构加工对于其安全性和可靠性至关重要。

激光超精密加工技术可以应用于航空航天器结构的切割、焊接和打孔等工艺中。

与传统的机械加工方法相比,激光超精密加工技术可以减少材料的应力和变形,提高航空航天器的强度和稳定性。

激光制造技术的应用现状和展望

激光制造技术的应用现状和展望

激光制造技术的应用现状和展望激光制造技术是一种应用广泛且高效的工艺技术,它通过激光束的加工、切割、焊接、打标等方式,可以以高精度和高速度对各类材料进行加工。

激光制造技术已经在许多领域得到了广泛应用,如汽车制造、航空航天、电子产品制造等,取得了显著的成果,并且展望未来仍有巨大的发展潜力。

目前,激光制造技术在汽车制造领域的应用非常广泛。

例如,在汽车制造过程中,激光焊接技术可以用于焊接汽车车身和车桥,具有高质量和高效率的优势。

激光切割技术可以用于切割汽车车门和汽车车顶等零部件,其高精度和高速度可以大大提高生产效率。

此外,激光打标技术可以应用于汽车发动机和车身上,用来进行产品标识和追踪,提高产品质量和溯源能力。

在航空航天领域,激光制造技术也发挥着重要作用。

航空航天器结构通常要求轻、强、刚性好,而通过激光焊接、激光切割和激光打孔等技术可以制造出形状复杂、高质量的航空航天器部件。

激光金属沉积技术可以用于修复和加固航空发动机叶片等关键部件,在提高航空器安全性的同时也降低了维修成本。

在电子产品制造领域,激光制造技术也被广泛应用。

激光切割技术可以用于切割手机屏幕、平板电脑和电视屏幕等薄膜材料,具有高效率和高精度的特点。

激光焊接技术可以用于连接电子元器件,不仅提高了连接质量,还可以在不破坏其他元器件的情况下实现无接触连接。

此外,激光打标技术可以用于电子产品的标识和唯一编码,提高了产品的溯源能力和防伪能力。

展望未来,激光制造技术仍有很大的发展潜力。

随着激光技术的不断进步和降低成本,激光加工设备的普及将越来越广泛,应用也将进一步扩大。

例如,在医疗领域,激光制造技术可以用于制造医疗器械和人工器官,为医疗行业的发展提供更多的可能性。

在能源领域,激光制造技术可以用于制造太阳能电池板和核能设备等,为可再生能源和清洁能源的发展做出贡献。

总的来说,激光制造技术在各个领域的应用现状非常广泛,并且展望未来仍具有巨大的发展潜力。

随着技术的不断进步和创新,激光制造技术将为各个行业带来更多的机会和挑战,成为推动产业升级和经济发展的重要力量。

激光制造技术在航空航天领域的应用

激光制造技术在航空航天领域的应用

激光制造技术在航空航天领域的应用引言航空航天领域一直是科技发展的前沿领域之一,追求更高效、更精确的制造技术是其持续发展和创新的关键。

近年来,激光制造技术作为一种高度灵活、精确度极高的加工技术,逐渐在航空航天领域崭露头角。

本文将重点探讨激光制造技术在航空航天领域的应用,并分析其带来的优势和潜在挑战。

一、激光切割技术在航空航天领域的应用激光切割技术是激光制造技术中应用最为广泛的一种方法。

在航空航天领域,激光切割在金属材料的加工中扮演着至关重要的角色。

激光切割技术凭借其高效、高精度以及无接触加工的特点,能够实现对航空器构件进行快速、精确的切割。

例如,在航空发动机制造过程中,涡轮叶片是非常关键的构件。

激光切割技术可以通过对金属材料进行高能量密度激光束的照射,使其迅速升温、融化并产生蒸汽,然后利用气体射流将熔融边缘通过吹扫的方式迅速移除,从而实现对涡轮叶片的切割。

该方法具有高度灵活性,可以实现任意形状和尺寸的切割,并且不会对材料的结构和性能造成损伤。

此外,激光切割还可以应用于飞机结构件的制造。

传统的切割方法往往需要使用锯片或钻头等工具进行切割,加工速度较慢且受到工具磨损的限制。

而激光切割技术能够通过调整激光束的焦点位置和功率密度,对不同材料进行切割,无需更换工具,大大提高了加工效率和灵活性。

二、激光焊接技术在航空航天领域的应用激光焊接技术是航空航天领域中另一项常用的激光制造技术。

与传统焊接方法相比,激光焊接技术具有无接触、高能量密度、热影响区小等特点,使其在飞机结构的制造与修复中有着广泛的应用。

首先,在飞机结构的制造过程中,激光焊接技术可以实现多种材料的焊接。

由于航空器结构通常采用多种材料组合而成,例如铝合金、钛合金等,传统焊接方法往往受到不同材料热膨胀系数差异导致的变形和不良连接的问题。

而激光焊接技术由于其高度集中的能量输入,可以实现快速、准确的焊接,并且可以对不同材料进行局部焊接,避免了传统焊接方法中可能出现的变形和连接问题。

激光加工技术在航空制造中的应用

激光加工技术在航空制造中的应用

激光加工技术在航空制造中的应用一、激光加工技术概述激光加工是指通过激光切割、雕刻、焊接等方式对材料进行加工的技术。

激光加工技术具有高精度、高效率、无损伤等优点,广泛应用于工业制造、医疗、通讯等领域。

同时,激光加工技术也承载着航空制造领域中的关键任务,为航空制造提供了重要的支持。

二、激光加工技术在航空制造中的应用1. 激光切割激光切割是指利用激光束对金属板材等材料进行切割,其具有高精度、高效率、不产生毛刺等特点。

在航空制造中,激光切割技术可以用于制作飞机构件、内饰装配件等。

例如,利用激光切割技术可以制作出飞机座椅的金属骨架和塑料零件,使座椅具有更好的舒适度和寿命。

2. 激光雕刻激光雕刻是指利用激光束对材料表面进行刻划,从而形成图案、字体等。

在航空制造中,激光雕刻技术可以用于标记飞机构件的编号、零部件的名称等。

利用激光雕刻技术可以大大提高飞机零部件的识别和管理,从而提高航空制造的效率。

3. 激光焊接激光焊接是指利用激光束对材料进行加热、熔化,从而将材料焊接在一起的技术。

在航空制造中,激光焊接技术可以用于制作飞机外壳、内部结构等。

例如,利用激光焊接技术可以将飞机外壳的不同部分焊接在一起,保证外壳的密封性和可靠性。

4. 激光打标激光打标是指利用激光束对材料表面进行刻印,从而形成文字、图案等的技术。

在航空制造中,激光打标技术可以用于标记零部件的重要信息、检修周期等。

利用激光打标技术可以确保飞机零部件的可溯性,从而提高飞机的安全性和可靠性。

三、激光加工技术面临的挑战和发展方向虽然激光加工技术在航空制造领域中有着广泛的应用,但是还面临着一些挑战。

例如,激光加工技术的设备成本较高、需要经过专业培训的人才比较稀缺等。

因此,发展出一套高效、低成本、易操作的激光加工技术将成为未来的一个发展方向。

同时,将激光加工技术与人工智能、大数据等技术相结合,实现智能化和自动化生产,也是激光加工技术未来的发展趋势。

四、结论综上所述,激光加工技术在航空制造中的应用具有广泛的前景和重要的意义。

激光焊接技术在航空制造业中的应用案例分析

激光焊接技术在航空制造业中的应用案例分析

激光焊接技术在航空制造业中的应用案例分析激光焊接技术在航空制造业中的应用案例分析激光焊接技术是一种将高能量激光束聚焦在金属表面,通过熔化金属表面实现接触连接的先进制造技术。

随着航空制造业的发展,激光焊接技术在航空制造中的应用也越来越广泛。

本文将通过几个实际案例来分析激光焊接技术在航空制造业中的应用。

案例一:飞机机身焊接飞机机身是飞机结构中最关键的部分之一,机身的坚固和稳定对于飞行安全至关重要。

激光焊接技术在飞机机身焊接中具有很大的优势。

激光焊接技术可以在较短的时间内实现高质量的焊接,且焊缝小,焊接区变形小。

激光焊接技术还可以实现对多样化结构的焊接,适用于复杂的机身结构。

某航空制造公司采用激光焊接技术对飞机机身进行焊接,不仅大幅度提高了焊接效率,还提高了焊接质量和机身的稳定性。

案例二:复合材料加工复合材料在航空制造业中应用广泛,如碳纤维复合材料等。

激光焊接技术在复合材料加工中也有着重要的应用。

传统的复合材料连接方式主要是粘接和机械连接,然而粘接容易受到温度和湿度的影响,机械连接则容易产生应力集中。

激光焊接技术能够实现复合材料的无损连接,焊接效果优于传统连接方式。

激光焊接技术在复合材料加工中的应用案例有很多,例如采用激光焊接技术连接飞机翼尖制造中的碳纤维复合材料。

案例三:涡轮叶片修复航空发动机是飞机的心脏,发动机叶片的质量和性能对发动机效率和寿命有着重要影响。

由于工作环境的恶劣和使用寿命的限制,发动机叶片容易受到磨损和损坏。

激光焊接技术在发动机叶片修复中具有独特的优势。

激光焊接技术可以实现精确而快速的叶片修复,不仅能够恢复叶片的原有形态,还可以提高叶片的抗疲劳性能。

某航空维修公司采用激光焊接技术对受损的涡轮叶片进行修复,大大提高了叶片的寿命和使用效率。

案例四:航空电子制造航空电子制造对焊接工艺要求非常高,激光焊接技术能够满足这种要求。

激光焊接技术可以实现高精度、高速度的焊接,焊缝形状和大小可以精确控制。

激光技术在航空领域的应用

激光技术在航空领域的应用

激光技术在航空领域的应用近年来,航空领域从传统的机械、电子、化学等技术范畴中,转向了数字化、自动化、智能化和绿色化的方向。

其中,激光技术作为一种现代先进的技术手段,被广泛应用于航空航天领域,并取得了显著的应用效果。

激光雷达在飞行安全中的应用激光雷达是一种利用激光探测目标物体的距离、速度、方向和形状等信息的传感器。

在航空航天领域中,激光雷达被广泛应用于飞行安全领域。

比如,激光高度计可以测量飞机的高度和姿态;激光速度计可以测量飞机的速度和飞行方向;激光测距仪可以测量飞机与地面之间的距离,来保持安全的距离。

在航空领域中,激光雷达还可以用于研究大气层和天文物理等领域。

激光熔覆制造在零件制造中的应用激光熔覆制造是利用激光将金属粉末熔化并喷射到零件表面制造新零件的技术。

在航空领域中,激光熔覆制造技术被广泛应用于航空发动机零件的制造,如叶轮和燃烧室零件等。

与传统制造方式相比,激光熔覆制造技术可以制造出更加精密的零件,并且可以使用一些难以用传统制造方式制造的新材料。

激光测速仪在飞行测试中的应用激光测速仪是一种用于测量带有粒子流动的流体的速度和浓度的仪器。

在航空领域中,激光测速仪被广泛应用于飞行测试领域。

比如,可以使用激光测速仪来测量飞机飞行时的气动力学特性和飞行状态。

此外,激光测速仪还可以用于研究飞机轻质材料的切削、氧化和烧蚀等性能,并为飞机设计和材料研究提供了重要的数据支持。

激光通信技术在飞行与卫星领域的应用激光通信技术是一种利用激光作为传输介质实现高速数据传输的技术。

在航空领域中,激光通信技术被广泛应用于飞行和卫星通信领域,被誉为“下一代通信技术”。

激光通信技术可以实现比传统无线电通信更快、更高速、更稳定和更安全的传输方式,具有广阔的应用前景。

在燃料消耗、能量消耗和排放大幅削减的新能源趋势下,激光通信技术在减少能源消耗和减少碳排放方面发挥着重要的作用。

总体来看,激光技术在航空领域的应用有着广泛而重要的作用。

激光制造技术在航空航天制造中的应用研究

激光制造技术在航空航天制造中的应用研究

激光制造技术在航空航天制造中的应用研究引言:航空航天制造作为现代工程制造的重要领域,对于生产效率和产品质量的要求日益增加。

激光制造技术作为一种先进的工艺,在航空航天制造中得到广泛应用。

本文将从激光切割、激光焊接、激光热处理和激光打标等四个方面介绍激光制造技术在航空航天制造中的应用研究。

1. 激光切割技术在航空航天制造中的应用激光切割技术是利用激光束的高能量密度和瞬时加热作用原理,对材料进行切割的一种先进的加工技术。

航空航天制造中,激光切割广泛应用于金属材料的切割加工,如航空航天用的铝合金、钛合金等材料。

由于激光切割技术具有切割速度快、切割质量高和无接触加工等优点,能够实现对复杂形状的部件进行高精度切割,因此在航空航天制造中具有重要作用。

2. 激光焊接技术在航空航天制造中的应用激光焊接技术是利用激光束的高能量密度和瞬时加热作用原理,将待焊接材料瞬时加热到熔融状态并通过扩散和凝固实现焊接的一种加工技术。

航空航天制造中,激光焊接广泛应用于航空发动机的叶片焊接、航天器的燃气通道焊接等领域。

激光焊接技术具有焊缝小、热影响区小和焊接速度快等优点,能够实现对高强度材料进行高效焊接,提高产品的可靠性和寿命。

3. 激光热处理技术在航空航天制造中的应用激光热处理技术是利用激光束的高能量密度和瞬时加热作用原理,对材料进行局部加热、快速冷却或退火等热处理过程的一种加工技术。

航空航天制造中,激光热处理广泛应用于航空发动机叶片的表面强化处理、航天器零部件的表面改性等领域。

激光热处理技术具有加热速度快、加热深度可控和加热区域小等优点,能够实现对材料性能的精确调控,提高产品的耐磨性和抗腐蚀性。

4. 激光打标技术在航空航天制造中的应用激光打标技术是利用激光束的高能量密度和焦斑的精确定位作用,在工件表面进行图文和条形码等标记的加工技术。

航空航天制造中,激光打标广泛应用于零部件的标识、航空器的识别码等领域。

激光打标技术具有标记速度快、标记质量高和标记耐久性好等优点,能够实现对工件进行高精度、高清晰度的标记,提高产品的追溯和管理能力。

激光制造技术在航空航天领域的应用

激光制造技术在航空航天领域的应用

激光制造技术在航空航天领域的应用一、激光制造技术的概述激光制造技术是一种全新的数字化制造方法,主要通过电子计算机控制激光器发射激光束,将所需形状的产品或构件从原料中切割出来或分离出来。

激光制造技术的优点是高效率、高精度、高品质、低耗能、低污染。

由于其灵活性和高性能,激光制造技术在普遍应用场合中占有越来越重要的位置。

二、激光制造技术在航空航天领域的应用2.1 激光焊接技术激光焊接技术是将激光束直接照射在工件上,使它们熔化和冷凝在一起。

激光焊接技术可实现精细的焊接和熔合工艺,因此已在航空航天领域得到广泛应用。

激光焊接可用于零部件的拼合,包括翼梁、发动机结构和复杂壳体等。

2.2 激光切割技术激光切割技术是指利用激光束对工件进行直接加热的过程,从而实现高效切割。

激光切割技术应用广泛,特别是在航空航天领域。

由于其高速和高精度,激光切割技术已被应用于生产二次结构或构件。

2.3 激光表面处理技术激光表面处理技术是利用激光束来改善工件的表面处理,包括阳极氧化、淬火和喷射处理等。

激光表面处理技术广泛应用于航空航天领域,特别是在生产牵引组件和火箭发动机排气管上。

激光表面处理技术能够提高产品的耐磨、防腐和防蚀性能,使其具有更长的寿命。

2.4 激光3D打印技术激光3D打印技术是一种数字化制造技术,通过激光束对粉末(金属或陶瓷)进行熔化,完成对构件的制造。

激光3D打印技术已被广泛应用于航空航天领域,可用于生产快速原型和生产小批量制件。

激光3D打印技术使生产更快、更灵活,并同时提供了更高的产品质量。

2.5 激光表面熔覆技术激光表面熔覆技术是一种用于增强附着力和改善表面质量的工艺。

熔覆技术可应用于加固和修复工作件表面,并可提高工件的耐磨损和耐腐蚀性能。

激光表面熔覆技术已被广泛应用于航空航天领域,特别是在生产发动机部件和涡轮叶片上。

三、结论激光制造技术在航空航天领域得到了广泛应用,包括焊接、表面处理、3D打印和表面熔覆等工艺。

浅析激光技术在航空领域的应用及发展

浅析激光技术在航空领域的应用及发展

浅析激光技术在航空领域的应用及发展摘要:当今社会及经济发展中,信息容量越来越大,而高容量的信息发展逐渐显露出电子学的局限性,这时候光作为一种更为理想的信息载体,使得信息技术的发展有了新的突破口。

在光电子技术更优于微电子技术的形势下,我国对电子光电技术给予高度重视以及大量的投入,目前我国激光技术已经达到了世界前列水平。

以中国激光产业市场规模为例:2018年至2019年,中国激光产业市场规模连年以超20%的增速增长,相关数据预测2021年中国激光设备市场规模将达近988亿元。

在如今军事设备及航空技术的高速发展形势下,激光技术在航空领域的应用范围越来越广。

并且光电子器件环境适应能力强,不论是在实验室、工业环境还是太空环境,光电子器件都能承受住严苛的环境考验。

光源激光化是光电子技术的主要特征之一,激光技术也是当前航空领域应用范围较为广泛的一种极其重要的技术。

本论文主要从激光雷达技术、激光测距技术、激光加工技术三个方面来探讨现代激光技术在中国航空领域的应用及发展,并研究激光技术的局限性以及对航空领域的推动作用。

关键词:激光技术、激光雷达、激光测距、激光加工随着现代光电子技术的高速发展,激光技术被认为是人类在智能化社会生存和发展的必不可少的工具之一。

由于激光具有单色波长、方向性强、能量集中等特点,所以激光技术在军民领域都具有广泛的适用性,在航空领域也是有着举足轻重的地位。

在航空技术高速发展的潮流下,激光技术必然会起到极大的助推作用。

1机载激光雷达技术1.1、机载激光雷达在航空领域的应用激光雷达是用激光器作为辐射源的雷达系统,且其体积小、重量轻、抗干扰能力强,在机载平台具有良好的适用性。

近年来,随着军事及民用航空领域的需求的剧增,并且激光雷达在军民航空领域有着广泛的潜力,激光雷达也成为了一大研究热点。

在飞机和直升机飞行中,低空障碍物以及夜间飞行都会构成严重的安全威胁,肉眼以及传统雷达已经无法满足如今的航空飞行条件。

激光技术在航空航天中的应用研究

激光技术在航空航天中的应用研究

激光技术在航空航天中的应用研究激光技术是一种高科技发展成熟的技术,在很多领域都有着广泛应用。

航空航天领域也不例外,在很多应用场景中都有着重要的作用。

下面就让我们来看一下激光技术在航空航天中的应用研究。

1、激光测距技术激光测距技术是一种利用激光作为测距介质的技术,该技术已经被广泛应用于航空航天领域中。

例如,在飞机上装有激光测距仪,可以随时随地对飞机进行精准的测距,确保了飞行的稳定性和安全性。

另外,激光测距是计算轨道卫星高度的一种方法,也被用于太空探测器和卫星的精确定位,保证了卫星的稳定性和准确性。

2、激光制导技术激光制导技术是一种利用激光精确打击目标的技术,在航空航天领域中有着非常重要的应用。

该技术可以提供高精度打击目标的能力,比传统的弹道制导系统更具优势。

例如,在现代空战中,激光制导导弹的应用已经成为常态,高效提高了空战武器的精确性和战斗效率。

3、激光加工技术激光加工技术是一种利用激光束对材料进行切割、刻印、打孔等工艺的加工技术。

在航空航天领域中,激光加工技术也有着广泛的应用。

例如,在飞机制造过程中,通过激光加工可以实现对曲面件的铆接、焊接、涂装等工期的提高和成本的降低,提高了生产效率和质量。

另外,在航天器的制造过程中,激光加工技术也被广泛应用。

例如,在航天器的热保护层制作过程中,利用激光切割可以实现高效、精确的裁切,提高了航天器的热防护能力和安全性。

4、激光测速技术激光测速技术是一种通过激光光束进行测量物体运动速度的技术。

在航空航天领域中,激光测速技术也有着广泛的应用。

例如,在飞机起降过程中,利用激光测速仪可以准确测量飞机的速度,以确保飞机的安全着陆和起飞。

另外,在航天器的控制中,激光测速技术也被广泛应用。

例如,在一些重要的控制环节中,如控制火箭引擎推力时,利用激光测速仪可以准确测量火箭的推力和速度,确保了火箭的通道航向和稳定性。

总之,激光技术在航空航天领域中有着非常重要的应用,通过这些应用可以实现高效的航空航天运输和探索。

激光增材制造技术在航空制造领域的研究与应用进展

激光增材制造技术在航空制造领域的研究与应用进展
目前,金属结构件激光增材制造技术应用较多 的主要包括铺粉式选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术和同步送粉式激光熔化沉积 (Laser Melting Deposition,LMD)技术[7],两种技 术的特点和应用对象区别较为明显。SLM技术的分 层层厚较小,成形精度高、表面质量好,可以实现 任意复杂零件的高效致密成形。而LMD技术使用的 激光能量高,单层的沉积尺寸大,制造效率更高,
(1)固化的参数 在成形过程中固定不变,如 层厚,影响其波动的要素主要是设备控制和相关传 感器的精度,因此增材制造设备应定期校准且满足 要求。
(2)关键参数 直接影响成形组织和性能且具 备波动性的参数,SLM的关键参数有激光功率、 扫描速度和扫描间距。目前,很多单位对这些参数 的优化开展了大量的研究,这些参数的变化主要是 通过影响能量输入而影响组织、缺陷,从而影响性 能。图5a显示的是当输入的激光能量密度低时,组 织内部会形成未熔合缺陷,缺陷尺寸可达100μm; 而当激光功率过高时,导致能量密度大,则在组织 内部促使了深孔的形成。
热加工
9 2021年 第3期

激光加工专题
Laser Forming Topic
因此,开展SLM原材料粉末的重复使用研究来降 低成本十分必要。未来若实现增材制造金属材料在 航空领域的批量应用,粉末的重复利用一定不可忽 视。图3、图4为粉末经过不同的重复使用次数后, 粉末的粒径分布和形貌。从中可以看出,随着粉末 重复利用次数的增加,粉末的粒径增加,粉末中 “卫星粉”数量和小尺寸粉末占比明显降低,在重
基金项目:国家重点研发计划资助(2018YFB1106304)。 通信作者:孙小峰,高级工程师,从事激光加工、增材制造等航空零部件制造先进技术研究。

激光技术在航空航天领域的应用

激光技术在航空航天领域的应用

激光技术在航空航天领域的应用激光技术是当今世界最具发展前景的领域之一,我国航空航天工业对于激光技术的应用也颇为广泛。

不管是“神舟十三号”宇宙飞船,还是“嫦娥五号”、“天问一号”、国产大飞机“C919”都可以看到激光技术的影子。

以下便是激光技术在航空航天领域的一些应用。

一、激光切割技术在航空航天领域中的应用过去传统的切割手段,不仅切割的速度慢,而且切割的质量也不好,耗时耗财,过于低效,而激光切割技术的问世改变了这一局面。

在航空航天工业中,激光切割的激光器一般是连续输出激光器,或者是高重频二氧化碳脉冲激光器,作用于铝合金、镍合金、钦合金、铬合金、钦酸钥、不锈钢、塑料和复合材料等材料,具有切割深宽比高、切割速度快、切割质量好、能量损耗低等优点。

在航天航空设备的制造过程中,需要加工特殊金属材料制作而成的外壳,这些特殊金属材料强度高、硬度高、耐高温,很难靠传统机械方法完成切割,而靠激光切割技术则能轻易地解决这个问题,加工好的产品可用来制作飞机蒙皮、蜂窝结构、框架、直升机主旋翼、尾翼避板、发动机机匣等。

二、激光焊接技术在航空航天领域中的应用激光焊接技术的应用使航天航空工业迈向了一个新的时期。

在过去,各种零部件通常是采用电子束的方式进行焊接,并且需要在真空这种严苛的条件下才能完成焊接,而结构件之间又不能进行熔焊处理,因为飞机大都采用热处理强化铝合金,这种材料一经高温,它的热处理强化效果就会丧失,并伴随着晶间裂纹的产生,所以结构件一直都是用落后的铆接方式进行连接处理。

而激光焊接技术的广泛应用,大大克服了这个难题。

激光焊接加热和冷却速度非常高,它的结晶速度比一般熔焊的高几十倍,因此热影响区很小,材料变形小,无需后续工序处理,适合焊接不同材料的组合,可对高熔点、高热导率、物理性质差异较大的异种或同种金属材料进行焊接。

而且激光焊接能量密度高,比传统电弧焊)要高出几个数量级,即使是高硬度、高脆性及高熔点、高强度的材料也能焊接完成。

激光技术在航空制造领域中的应用

激光技术在航空制造领域中的应用

激光技术在航空制造领域中的应用随着航空产业不断发展,对于航空制造领域的技术和工艺也提出了更高的要求。

激光技术作为一种先进的加工工艺,被广泛应用在航空制造领域中,为制造业提供了更加精准、高效、快速的解决方案。

一、激光技术在航空制造中的应用1、激光打标技术在航空制造领域,激光打标技术被广泛应用。

在飞机制造过程中,往往需要对零件进行标识和追溯,以确保零件的标准化和质量控制。

激光打标技术能够以高精度和高速率在各种表面上刻画出文字、图案等标识符号,极大地提高了零件标识的质量,也为后续的质量控制和追溯提供了可靠的数据来源。

2、激光切割技术激光切割技术具有高精度、高速度、低热影响等特点,在航空制造领域中被广泛应用。

激光切割一般用于切割金属、塑料和复合材料等材料,可以将材料切成各种形状、大小和轮廓。

在飞机制造中,激光切割技术可以用于切割各种形状的板材、焊接件和零件,提高了加工精度和效率。

3、激光焊接技术激光焊接技术应用于航空制造领域,可以实现航空零部件的高精度、高强度焊接。

激光焊接是一种非接触式、无工件变形、无污染的焊接技术。

在航空制造过程中,激光焊接技术广泛应用于金属板材的连接和修补、焊接螺钉等零部件。

4、激光表面改性技术激光表面改性技术包括激光表面热处理和激光表面改质等。

激光表面改质是指通过激光对金属材料的表面进行处理,使其表面硬度和耐磨性得到提高。

在航空制造中,激光表面改性技术被广泛应用于飞机发动机的制造和修复工作中,可以有效提高零部件的使用寿命和性能。

二、激光技术在航空制造中的优势1、高精度激光技术以其高精度和高精度的特点,成为现代制造加工中最重要的技术。

在航空制造中,零部件的加工精度直接关系到整个飞机的性能和安全,因此需要采用精确的加工技术。

激光技术能够实现高精度的加工,为航空制造提供了强有力的支撑。

2、高效率激光加工速度快、效率高,可以实现快速加工,对于一些重量轻、刚性高的零部件,激光加工非常适合。

激光制造技术在航空制造中的应用

激光制造技术在航空制造中的应用

激光制造技术在航空制造中的应用航空制造是一个非常复杂的行业,需要各种高精度、高可靠性的设备和工艺。

而激光制造技术正是在这样的环境中大显身手。

激光制造技术以其高精度、高效率、高灵活性等特点,在航空工业中得到了广泛应用,并成为了提高航空制造质量和成本效益的重要手段。

一、激光切割技术在航空制造中的应用激光切割技术是利用激光束对金属或材料进行加工的一种加工方式,其特点是精度高、速度快、效率高。

在航空制造中,激光切割技术主要用于制造飞机的结构件和零部件。

例如,利用激光切割技术可以快速、精确地切割出各种形状的飞机零部件,如机身、舱门、机翼等。

与传统的机械切割技术相比,激光切割技术具有高精度、高效率、高质量等优点。

激光切割技术可以切割各种厚度的金属材料,并可以在切割过程中进行自动化控制和监测,保证加工效率和质量的一致性。

使用激光切割技术可以实现高精度加工,同时还可以减小机床的尺寸和重量,简化生产流程。

二、激光焊接技术在航空制造中的应用激光焊接技术是利用激光束对金属或材料进行焊接的一种加工方式,其特点是焊接速度快、熔池稳定、金属变形小、焊接质量高。

在航空制造中,激光焊接技术主要应用于制造飞机结构件和零部件的连接。

例如,利用激光焊接技术可以将薄板材料焊接在一起,制造机身的外壳。

与传统的焊接技术相比,激光焊接技术具有更高的效率、更低的热影响区和更少的变形,能够使焊接工件表面平整、无裂纹和气孔等缺陷。

使用激光焊接技术可以实现无接触焊接,减少人工操作,提高效率和生产质量。

三、激光印刷技术在航空制造中的应用激光印刷技术是利用激光束将金属或材料精确地加热、熔化和添加的一种加工方式。

在航空制造中,激光印刷技术主要用于制造3D打印的零部件和模型。

例如,利用激光印刷技术可以实现精确的飞机零部件的快速制造。

与传统的加工方式相比,激光印刷技术具有更高的自由度、更高的灵活性和更多的形状选择。

使用激光印刷技术可以快速实现零件的小批量生产,降低生产成本和缩短生产周期。

激光制造技术在航空航天中的应用

激光制造技术在航空航天中的应用

激光制造技术在航空航天中的应用一、激光制造技术的概念及特点激光制造技术是指利用激光器将能量准确地照射到工件上,使其局部区域受热、熔化或汽化从而实现工件的切割、打孔、焊接等技术。

与传统的机械加工相比,激光制造技术具有以下几个特点:1.高精度:激光制造技术可以达到亚微米级别的精度,远高于传统机械加工的水平。

2.高速度:激光制造技术可以以高速度进行加工,从而大大提高了加工效率。

3.高质量:激光制造技术加工出的零件质量稳定,且不易产生变形等缺陷。

4.节能环保:激光制造技术可以有效避免废料的产生以及对环境的污染。

二、激光制造技术在航空航天中的应用随着科技的不断进步,激光制造技术在航空航天制造领域得到了广泛的应用。

1.激光切割技术的应用航空航天制造中常常需要切割并加工各种异形结构,而传统机械加工难以满足高精度、高效率的要求。

激光切割技术可以精确切割各种材料,从而提高加工效率、节约成本。

例如,激光切割技术在制造涡轮叶片和飞机外壳等方面有着重要的应用。

2.激光焊接技术的应用航空航天零部件的制造需要高精度、高质量的焊接技术。

激光焊接技术可以实现高效、高精度的焊接过程,不会损伤基材,而且焊缝质量高、焊缝宽度小。

例如,激光焊接技术在制造航空航天设备连接件、涡轮叶片等方面有着广泛的应用。

3.激光打孔技术的应用在飞行器和卫星制造过程中,常常需要进行各种大小、形状不同的孔洞加工。

利用激光打孔技术可以实现高精度、高速度、高质量的孔洞加工。

例如,激光打孔技术在制造发动机燃烧室、飞行器座舱蒙皮等方面有着重要的应用。

4.激光沉积技术的应用激光沉积技术是指利用激光束将金属、合金等材料粉末注入到基材表面进行加工。

该技术可以快速构造具有复杂形状和高精度的零件,以及修复机体的损伤。

例如,激光沉积技术在制造各种复杂形状的飞机部件、卫星结构部件等方面有着广泛的应用。

三、激光制造技术在航空航天中的优势1.提高生产效率:激光制造技术具有高速度、高精度、高质量等特点,可以大大提高航空航天制造的生产效率。

激光加工技术在航空航天制造中的应用

激光加工技术在航空航天制造中的应用

激光加工技术在航空航天制造中的应用引言随着航空航天工业的发展,对零部件质量和精度要求越来越高。

激光加工技术作为一种高精度、高效率的加工方法,在航空航天制造中得到了广泛应用。

本文将就激光加工技术在航空航天制造中的应用进行详细介绍。

一、激光切割技术在航空航天制造中的应用激光切割技术作为激光加工领域的重要分支,可以实现对各种材料的高精度切割。

在航空航天制造中,激光切割技术可以应用于航空发动机叶片、飞机外壳和航天器结构零部件的制造。

首先,在航空发动机叶片的制造中,激光切割技术可以实现对叶片的高精度切割和修剪。

激光切割技术利用激光束的高能量和高聚焦特性,可以在叶片表面进行微小切口,从而实现叶片的修整和排气性能的优化。

其次,在飞机外壳的制造中,激光切割技术可以应用于外壳板材的切割和开孔。

相比传统机械切割方法,激光切割技术具备无切口和高精度的优点,可以减少外壳材料的损耗,并提高生产效率。

最后,在航天器结构零部件的制造中,激光切割技术可以实现对复杂形状零部件的切割和加工。

激光切割技术不受材料硬度限制,可以应用于多种金属和非金属材料的切割,为航天器结构的制造提供了更多的可能性。

二、激光焊接技术在航空航天制造中的应用激光焊接技术作为激光加工领域的核心技术之一,可以实现对金属材料的高精度焊接。

在航空航天制造中,激光焊接技术应用广泛,可以应用于航空发动机燃烧室、飞机舱体和航天器结构零部件的制造。

首先,在航空发动机燃烧室的制造中,激光焊接技术可以实现对燃烧室构件的高精度焊接。

激光焊接技术可以实现对薄板材料的焊接,无需添加额外材料,减少了焊接缝的气隙和残余应力,使得焊接接头更加均匀和牢固。

其次,在飞机舱体的制造中,激光焊接技术可以应用于薄板材料的拼接和焊接。

激光焊接技术的高能量和高聚焦特性,可以实现对薄板材料的高速、高质量焊接,减少了传统电弧焊接方法的热影响区域,提高了焊接质量和强度。

最后,在航天器结构零部件的制造中,激光焊接技术可以实现对复杂形状和多材料组合零部件的焊接。

先进制造技术在航空航天领域的应用

先进制造技术在航空航天领域的应用

先进制造技术在航空航天领域的应用航空航天领域是我们国家科技创新的重点,也是我国快速发展的领域之一。

在航空航天领域中,先进制造技术是非常重要的一环。

先进制造技术在航空航天领域中的应用,不仅可以提高生产效率,降低生产成本,还能提高制造精度,保证航空航天器的安全性和可靠性。

因此,本文将探讨先进制造技术在航空航天领域中的应用,希望能为读者更好地了解这个领域做出贡献。

1. 先进制造技术在航空航天领域中的意义先进制造技术是一种集成了多种技术的生产方式,在航空航天领域中起到了至关重要的作用。

它不仅可以提高生产效率,减少生产成本,还可以提高产品的质量和可靠性。

航空航天器属于高度精密的产品,因此需要高精度、高质量的制造过程。

先进制造技术正好满足了这一要求。

采用先进制造技术,可以实现航空航天器的快速制造和高品质生产。

2. 先进制造技术在航空航天领域中的应用2.1 3D 打印技术3D 打印技术是一种激光束层层累积制造方法,可以实现精密、高效的制造过程。

在航空航天领域中,3D 打印技术被广泛用于制造航空组件和零件。

其优点在于,可以消除传统制造过程中的许多繁琐和复杂的手工操作,大大减少了零件加工的时间和成本。

同时,3D 打印技术还可以在保证零件质量的前提下实现精密生产,因此备受航空航天领域的关注。

2.2 纳米技术纳米技术是一种新兴的先进制造技术,可以制造出非常小的零件和器件。

在航空航天领域中,纳米技术可以用于制造高性能的传感器、发动机的部件等。

采用纳米技术,可以实现更精密的制造过程,提高零件的性能和可靠性。

同时,纳米技术还可以提高航空航天器的飞行效率,减少能源消耗,进一步提高航空航天器的性能。

2.3 超材料制造技术超材料制造技术是一种新型的先进制造技术,可以制造出更轻、更坚固、更耐高温的材料。

在航空航天领域中,超材料制造技术被广泛应用于制造轻便、高强度的材料。

采用超材料制造技术,可以大量减少航空航天器的重量,减少能源消耗,提高航空航天器的性能。

激光制造技术在航空航天中的应用

激光制造技术在航空航天中的应用

激光制造技术在航空航天中的应用随着科技的不断进步和发展,激光制造技术在航空航天领域中的应用越来越广泛。

作为一种高效、精确的制造技术,激光制造技术在提高航空航天产品质量、降低成本、缩短生产周期等方面发挥了重要作用。

首先,激光制造技术在航空航天制造中的应用有利于提高产品质量。

航空航天产品需要具备高精度、高强度、高可靠性等特点,激光制造技术可以满足这些要求。

激光制造技术可以实现对航空航天产品的高精度加工,保证产品的尺寸精度、表面质量等方面的要求。

同时,激光制造技术制造的产品具有优异的机械性能和材料性能,能够满足航空航天产品的高强度和高可靠性要求。

其次,激光制造技术在航空航天制造中的应用有利于降低成本。

航空航天产品的生产成本往往较高,而激光制造技术可以通过提高制造效率和降低材料浪费来降低成本。

激光制造技术可以实现对不同材料的精细加工,并且可以对复杂的结构进行加工,从而降低加工难度和降低材料浪费。

此外,激光制造技术还可以实现对零部件的一次性加工,提高生产效率,从而降低生产成本。

再次,激光制造技术在航空航天制造中的应用有利于缩短生产周期。

航空航天行业对产品的生产周期要求较高,而激光制造技术可以通过提高加工效率和缩短生产周期来满足这一要求。

激光制造技术的工作效率高,可以实现对不同材料的快速加工,从而缩短生产周期。

此外,激光制造技术还可以实现对复杂结构的一次性加工,提高生产效率,进一步缩短生产周期。

最后,激光制造技术在航空航天制造中的应用还有利于提高生态环境。

航空航天产品的制造往往有一定的污染和浪费,而激光制造技术可以通过减少废气、废水、废固产生等方面来减少对环境的污染。

激光制造技术不需要额外的处理工艺,可以减少二次污染,从而更加环保。

综上所述,激光制造技术在航空航天中的应用是十分广泛的,它可以提高产品质量、降低生产成本、缩短生产周期和改善生态环境,是航空航天制造的一种重要技术。

随着激光制造技术的不断发展和完善,相信它在未来会在航空航天领域扮演更加重要的角色。

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激光制造技术在航空领域中的应用发布时间:2009-3-16 19:49:01自上世纪70年代大功率激光器件诞生以来,已形成了激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理、激光合金化、激光熔覆、激光快速原型制造、金属零件激光直接成形、激光刻槽、激光标记、激光掺杂等十几种应用工艺。

众所周知,人类文明进步的历史,都是和制造技术的发展与进步紧密联系在一起的。

大功率激光以“光能源”和“光工具”作为新加工手段应用于材料加工,扮演了一个创新尖兵的角色,代表了先进制造业的发展方向,引领制造技术进入激光时代,极大地提升了传统制造业的技术水平,带来了产品设计、制造工艺和生产观念的巨大变革,并正在引发一场制造技术的革命。

激光加工是继力加工、火焰加工和电加工之后的一种崭新的加工技术。

它可以完善周到地解决不同材料的加工、成型和精炼等技术问题。

小到计算机芯片、大到大型飞机和舰船,激光制造都将是不可或缺的重要手段。

自上世纪70年代大功率激光器件诞生以来,已形成了激光焊接、激光切割、激光打孔、激光表面处理、激光合金化、激光熔覆、激光快速原型制造、金属零件激光直接成形、激光刻槽、激光标记、激光掺杂等十几种应用工艺。

与传统的加工方法相比,激光加工具有高能密聚焦、易于操作、高柔性、高效率、高质量、节能环保等突出优点,迅速在汽车、电子、航空航天、机械、冶金、铁路、船舶等几乎包括了国民经济的所有领域得到广泛应用,被誉为“制造系统共同的加工手段”。

我国是一个制造大国,现代激光制造技术的研究、开发、应用及产业化对国民经济发展具有现实的重要意义。

但是我国总体技术水平还比较落后,要成为世界制造大国,光依赖人力资源优势是不行的,先进的制造技术才是我国成为世界制造业中心和制造强国的关键。

发达国家的实践已经证明,激光制造技术在改造和提升传统产业和发展高新技术产业上都起着前沿开拓者的作用,在21世纪经济可持续发展中占有重要地位,将对我国航空领域的发展产生深刻影响。

激光连接技术在航空领域中的应用激光连接技术主要是指激光焊接技术。

在20世纪70年代之前,由于没有高功率连续激光器件,因此研究的重点是脉冲激光焊接,应用于小型精密零件的点焊,或者由单个焊点搭接而成的缝焊。

1971~1972年,随着数千瓦CO2激光焊接试验的报道,情况发生了根本性的变化;几毫米厚钢板能够一次性完全焊透,所得焊缝与电子束焊接相似,显示出了高功率激光焊接的巨大潜力。

随着激光制造技术的发展,桥梁、船舶等结构都由传统的铆接工艺发展到采用激光焊接技术,但先进的激光焊接技术难以在飞机制造中广泛地应用。

长久以来,飞机结构件之间的连接一直采用落后的铆接工艺,主要原因是飞机结构采用的铝合金材料是热处理强化铝合金(即高强铝合金),一旦经熔焊后,热处理强化效果就会丧失,而且晶间裂纹难以避免。

因此,普通氩弧焊等熔焊方法在飞机铝合金件制造中的应用成为禁区。

另一方面,在80年代初,铝及其合金的激光加工十分困难,被认为是不可能的。

主要是由于铝合金对波长10.6μm激光的高反射和自身的高导热性。

当时,激光加工主要使用波长为10.6μm的CO2激光器,而铝对CO2激光的反射率高达97%,通常作为反射镜使用。

但是,激光加工的优越性又极大地吸引着从事激光材料加工的科研工作者。

为此他们付出了大量的时间和精力来研究铝合金激光加工的可能性。

目前,高强铝合金激光焊接成果已经成功应用于欧洲空中客车公司的飞机制造中,其铝合金内隔板均采用激光加工,实现了以激光焊接取代传统铆接工艺。

激光焊接技术的采用,大大地简化了飞机机身的制造工艺,使机身重量减轻18%,成本下降21.4%~24.3%,被认为是飞机制中将激光焊接技术列为航空工业两大尖端发展技术之一。

激光分离技术在航空领域中的应用激光分离技术主要指激光切割技术和激光打孔技术。

激光分离技术是将能量聚焦到微小的空间,可获得极高的辐照功率密度(105~1015W/cm2),利用这一高密度的能量进行非接触、高速度、高精度的加工。

在如此高功率密度的光照射下,几乎可以对任何材料实现激光切割和打孔。

激光切割技术是一种摆脱传统的机械切割、热处理切割的全新切割法,具有更高的切割精度、更低的表面粗糙度值、更灵活的切割方法和更高的生产效率等特点。

激光打孔方法作为在固体材料上进行孔加工的方法之一,已成为一项拥有特定应用的加工技术,主要应用在航空、航天与微电子行业中。

激光切割技术在航空领域中主要用于航空发动机、涡轮叶片的激光打孔,航空发动机的激光切割等方面。

激光成形技术在航空领域中的应用快速成形技术是基于离散-堆积成形原理的成形方法,由产品三维CAD模型数据直接驱动,组装(堆积)材料单元而完成任意复杂的三维实体(不具有使用功能)的技术总称。

激光近形制造是基于局域送粉的金属零件快速制造方法,它是在激光涂覆技术的基础上发展起来的。

激光涂覆的目的是通过在被加工工件的表面熔覆功能层,来提高工件的耐磨性和抗腐蚀能力,常用于零件或者模具的修复。

为了实现修复,补充缺损的材料,常常进行多层加工,在此基础上形成了激光生长技术。

激光近形制造技术在航空领域的应用直接体现在航空用钛合金结构件的直接制造以及航空发动机零件的快速修复方面。

2001年在美国国防部的支持下激光近形制造技术由技术研究转化为装机应用,应用在F/A-18E/F、F-22、JSF等先进歼击机上。

2002年以来激光近形制造技术成为美国航空航天国防武器装备大型钛合金结构件的核心制造新技术之一。

在F-22中钛合金结构件用量占机身结构重量的41%,先进航空发动机中钛合金占发动机重量的25%~40%。

钛合金用量的高低已经成为衡量飞机、发动机等国防装备先进性的重要标志之一。

由于大型钛合金结构件的传统制造方法具有成本高、锻造模具准备时间长、大型以及超大型工业设施(高吨位水压机以及超大型自由锻造设备等)匮乏、数控加工设备稀缺、机械加工量大、材料利用率低等缺点,因此采用激光近形制造技术直接制造大型钛合金结构件显示了巨大的优势。

在航空发动机零件的快速修复方面,LENS技术也发挥了极大的优势。

例如美军在恶劣的沙漠环境中使用直升机,由于发动机上很多带叶片的叶轮受到沙粒侵蚀,使直升机的飞行寿命锐减。

叶轮的侵蚀不仅降低了发动机的飞行寿命,还导致燃料消耗增加、马达动力减弱、工作温度升高以及压气机和涡轮零部件的损害。

如果更换整个叶轮,成本将非常昂贵。

为此美军引入了LENS技术对破损的零部件进行修复。

据报道,采用传统方法修复一个直升机发动机大约需要11万美元,而采用激光直接制造技术进行修复大约只需要500美元,且修复部分的材料耐磨性能优于原始材料,可以延长发动机的使用寿命,减少检修频率。

美军运用LENS技术修复涡轮发动机的零部件,包括涡轮转子、密封转轮、间隔压气机、导向器叶片、压气机定子、压气机叶片等。

LENS系统能够在很短时间内修复用常规方法无法修复的高温合金破损零部件。

SLM技术是基于粉末床的金属不同之处在于,SLM过程中金属粉末完全熔化以及该过程使用的金属粉末为单组元粉末材料,生成的模型或零件的致密度约为100%。

该制造方法更加适合制造形状复杂、尺寸较小的精密零件,特别是具有中空结构的零件。

采用该方法制造的具有中空结构的铝合金、钛合金以及镍基合金的模型说明了该制造方法在航空领域的应用潜力。

激光表面技术在航空领域中的应用采用l03W/cm2以上功率密度的激光高能束流集中作用在金属表面,通过表面扫描或伴随有附加填充材料的加热,使金属表面由于加热、熔化、汽化而产生冶金、物理、化学或相结构的转变,达到了金属表面改性的目的,这种加工技术称为激光表面(处理)技术。

激光熔覆是一种重要的材料表面改性技术,亦被称为激光镀覆或激光表面硬化。

它是以高能量密度的激光为热源在基材表面熔覆一层熔覆材料,使之与基材实现冶金结合,在基材表面形成与基材具有完全不同成分和性能的合金层的表面改性方法。

近年来激光熔覆修复技术逐渐发展成为一种新型的先进制造技术。

该技术集快速原型制造技术及激光熔覆表面改性技术于一体,可实现三维金属零件的修复而无需工模具。

激光熔覆的第一项工业应用是Rolls Royce公司1981年对RB211涡轮发动机壳体结合部件进行硬面熔覆。

表1所示为激光熔覆技术的工业应用实例。

在航空领域,航空发动机的备件价格很高,因而在很多情况下维修零件是比较划算的。

但是修复后零件的质量必须满足安全要求。

例如,飞机螺旋桨叶片表面上出现损伤时,必须通过一些表面处理技术进行修复。

除了考虑螺旋桨叶片所要求的高强度、高耐疲劳性,还必须考虑表面修复后的耐腐蚀性。

选择一种合适的表面处理技术对螺旋桨叶片进行修复,对节省装备维护费用、提高装备使用寿命具有很重要的意义。

激光熔覆技术可以很好地用于发动机叶片激光三维表面熔覆修复。

国家产学研激光技术中心一直关注激光熔覆技术及其相关外围系统的研制和开发,目前已经在钢铁冶金领域激光熔覆高速线材轧辊方面取得了突破性进展,开发了具有自主知识产权的激光宽带熔覆送粉头及积分镜。

结束语本文介绍了激光连接技术、分离技术、成形技术以及表面技术在航空领域中的应用。

目前工业领域逐渐呈现出轻型、环保和循环发展的趋势,我国今年积极启动了自己的大飞机项目计划,激光制造技术在国防和航空航天领域的产业化应用前景远大。

另外,激光制造系统也向着小型化、高转换效率与集成化方向发展,我国激光制造技术将继续发挥效率高、能耗低、流程短、性能好、数字化、智能化的优势,形成我国新一代激光制造产业链。

(责编侧卫)。

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