چرا از تولید افزودنی آلیاژ تیتانیوم برای سازه‌های باربری{0} راکت استفاده می‌شود؟

هنگامی که یک موشک قابل استفاده مجدد به زمین برخورد می کند، ساختار آن باید ضربه ای در سطح صد تن را تحمل کند. استحکام، چقرمگی و طراحی سبک وزن اجزای باربر، کلید بازیابی موفق موشک است. شکستن محدودیت های فرآیندهای تولید مرسوم،آلیاژ تیتانیومتولید افزودنی از شایستگی‌های شکل‌دهی یکپارچه و سبک‌وزن با استحکام بالا برای پشتیبانی از سخت‌افزار هوافضا تحت بارهای سطح صد تنی استفاده می‌کند و توسعه هواپیماهای تجاری هوافضای چین و وسایل نقلیه پرتاب نسل جدید را تقویت می‌کند.

 

 

 

1. معضل اصلی برای اجزای هوافضا

سازه های باربر باید در مقابل ضربه های شدید مقاومت کنند و وزن خود را پایین نگه دارند. هر کیلوگرم وزن ساختاری اضافی، ظرفیت محموله موشک را کاهش می دهد.

 

2. اشکالات فرآیندهای مونتاژ معمولی

قطعات باربر بزرگ با آهنگری قطعات تقسیم شده و سپس جوشکاری تولید می شوند. درزها و اتصالات جوش تمایل دارند تمرکز تنش را تحریک کنند، که ممکن است باعث ایجاد ترک‌های خستگی تحت ضربه‌های مکرر در سطح صد تن شود و مانع استفاده مجدد موشک شود.

 

3.محدودیت های محلول فولاد

فولاد با استحکام بالا استحکام کافی را ارائه می‌کند و در عین حال وزن قابل توجهی را به اجزاء اضافه می‌کند، ظرفیت حمل موشک را کاهش می‌دهد و عملکرد باربری بالا را با الزامات سبک وزن سازگار نمی‌کند.

 

4. نقاط درد پردازش آلیاژ تیتانیوم سنتی

آلیاژ تیتانیوم دارای استحکام ویژه بالا، مقاومت در برابر دما و مقاومت در برابر خوردگی است که آن را به یک ماده هوافضا ایده آل تبدیل می کند. با این وجود، آهنگری و برش ضایعات مواد سنگین را به همراه دارد، در شکل‌دهی ساختارهای پیچیده مشکل ایجاد می‌کند و منجر به زمان طولانی می‌شود. از مزایای مادی آن نمی توان به طور کامل برای پاسخگویی به نیازهای تحقیق و توسعه برای تجهیزات هوافضای نسل جدید استفاده کرد.

 

 

1. اصل فنی

تولید افزودنی (پرینت سه بعدی فلزی) از محدودیت‌های اعمال شده توسط قالب‌ها و ماشین‌کاری سنتی خلاص می‌شود و جایگزینی برای اجزای آلیاژ تیتانیوم هوافضا ارائه می‌دهد. شکل گیری یکپارچه را از طریق ذوب لایه به لایه و رسوب مواد انجام می دهد.

 

2. مزایای سبک وزن

این امکان طراحی بهینه از نظر توپولوژی را فراهم می کند که در آن مواد فقط در موقعیت های بحرانی تحمل کننده تنش قرار می گیرند و کاهش وزن را به حداکثر می رساند و در عین حال قابلیت تحمل بار را حفظ می کند.

 

3. بهبود عملکرد ضد خستگی

شکل دهی یکپارچه نقاط ضعف مستعد تنش مانند درزهای جوش و اتصالات مونتاژ را از بین می برد و شکست خستگی را تحت بارهای متناوب در سطح صد تن برطرف می کند.

 

4. بهره وری بالاتر و استفاده از مواد

استفاده از مواد بالا و چرخه‌های توسعه کوتاه‌تر، تطبیق با تکرار و بهینه‌سازی ساختاری مدل‌های هوافضا، و ارائه به‌روزرسانی‌های جامع در مواد، فرآیندها، عملکرد و کارایی انجام می‌شود.

 

 

1. سناریوی تست

بازیابی عمودی مبتنی بر زمین تقویت کننده مرحله اول Zhuque-3 به عنوان آزمایشی در دنیای واقعی برای فناوری تولید افزودنی آلیاژ تیتانیوم عمل می کند. اتصالات فرود و پای موشک باید در شرایط کاری سخت‌تر نسبت به ارابه‌های فرود هواپیماهای غیرنظامی، ضربه آنی در سطح صد تن را تحمل کنند.

 

2. کاربرد فنی

اتصالات هسته ای برای پایه های فرود اولیه و کمکی به طور یکپارچه از طریق تولید افزودنی آلیاژ تیتانیوم تشکیل می شوند. در مقایسه با سازه‌های فولادی معمولی، اجزای جداگانه 20 تا 30 درصد کاهش وزن دارند. وزن کل چهار مجموعه از پایه های فرود زیر چهار تن نگه داشته می شود که نشانگرهای خستگی را برای استفاده مجدد از موشک راضی می کند.

 

3. دستاوردهای عملی

پایه های فرود به درستی مستقر و قفل شده اند. اتصالات ساخته شده با آلیاژ تیتانیوم از برخوردهای فرود در سطح صد تن جان سالم به در بردند و از فرود تقویت کننده پایدار اطمینان حاصل کردند. این امر از اولین بازیابی موفق عمودی بر روی زمین یک وسیله پرتاب با قابلیت مدار در چین و تکمیل اعتبارسنجی در دنیای واقعی این فناوری تحت بارهای در سطح صد تن پشتیبانی کرد.

 

 

1. برنامه های کاربردی فراتر از موشک های قابل استفاده مجدد

تولید افزودنی آلیاژ تیتانیوم به طور کامل در چندین برنامه کلیدی هوافضای داخلی به کار گرفته شده است. براکت پشتیبان اتصال مرحله اصلی برای موشک Long March-5B، یک جزء باربر اولیه که بیش از 200 تن نیروی رانش دارد، از ساخت افزودنی آلیاژ تیتانیوم به صورت یکپارچه استفاده می‌کند. وزن آن 200 کیلوگرم کاهش می یابد و از آهنگری های معمولی بهتر عمل می کند. راستی‌آزمایی اولین پرواز آن نشان‌دهنده یک جهش تکنولوژیکی بزرگ برای قطعات باربر اولیه بزرگ است.

 

2. پذیرش گسترده برای اجزای اصلی متنوع

این فناوری اکنون برای قطعات با دقت بالا، بار بالا و اندازه بزرگ از جمله کانال‌های جریان موتور پیچیده، قاب‌های پشتیبانی ماهواره‌ای و بخش‌های انتقال مخزن استفاده می‌شود. در محیط‌های فضایی با نوسانات شدید دما، ارتعاش و بارهای سنگین، اجزای تشکیل‌دهنده یکپارچه، انتقال نیروی پیوسته را با پایداری ساختاری و خواص ضد خستگی به‌طور قابل توجهی افزایش می‌دهند و عملکرد قابل اعتماد تجهیزات هوافضا را تضمین می‌کنند.

 

 

1.وضعیت فعلی

اعتبارسنجی موفقیت‌آمیز تحت بارهای در سطح صد تن نشان‌دهنده گذار فناوری از تحقیقات آزمایشگاهی به استقرار مهندسی عملی است. با این حال، تنگناهای فنی برای برآورده کردن الزامات پرتاب با فرکانس بالا، تولید انبوه و استفاده مجدد چندگانه باقی مانده است.

 

2. چالش های کلیدی که باید با آنها مقابله کرد

اولویت‌ها شامل کنترل تغییر شکل ناشی از تنش حرارتی در اجزای بزرگ، سرکوب عیوب داخلی، تضمین عملکرد ثابت در سرتاسر دسته‌های تولید، و توسعه تکنیک‌های تست غیرمخرب با دقت بالا است.

 

3. چشم انداز توسعه

زنجیره‌های صنعتی به بهینه‌سازی پارامترهای چاپ و جریان‌های کاری عملیات حرارتی ادامه می‌دهند، سیستم‌های کنترل کیفیت کامل فرآیند را ایجاد می‌کنند، و فناوری را از تولید آزمایشی دسته‌ای کوچک به سمت تولید استاندارد و در مقیاس انبوه هدایت می‌کنند تا از توسعه هوافضا در مقیاس صنعتی حمایت کنند.

 

 

Ruihang، تولیدکننده مستقیم محصولات تیتانیوم، صفحات/ورق‌ها، میله‌ها، لوله‌ها، حلقه‌ها، سهام و مقاطع آهنگری تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم بهینه را عرضه می‌کند. کیفیت مطابق با استانداردهای AMS، ASTM، MIL، ISO، GB، GJB است.

ما در محصولات تیتانیوم در صنعت هوافضا تخصص داریم. برای جزئیات بیشتر، لطفاً از طریق ایمیل با ما تماس بگیرید:Sam.Rui@bjrh-titanium.com