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研究合作 探索用于航空航天维修的增材制造

加拿大和欧洲之间的一项新的研究合作正在寻求增材制造技术来修复航空航天工业的部件。由来自加拿大,法国,瑞典和英国的九个合作伙伴组成的AMOS联盟将研究直接能量沉积技术,该技术将激光或电弧焊接工具与自动或机器人控制相结合,以精确地沉积和熔化金属粉末或金属丝。

许多这些技术已经用于航空航天和其他行业,以构建近净形状的新零件。AMOS将调查其用于修理和再制造航空航天部件(如涡轮叶片和起落架)的用途。据称,这可以大大减少航空航天工业定期维护和维修的时间和成本,同时减少材料浪费并延长昂贵部件的使用寿命。

“航空航天制造商可以使用大量的增材制造技术,但他们倾向于专注于新生产,而不是修复受损部件,”谢菲尔德大学AMRC欧洲项目协调员Rosemary Gault博士说。“AMOS项目正在汇集一些世界领先的研究机构和公司,以确定哪种添加剂技术最适合维修和再制造,并将其开发用于商业用途。”

AMOS联盟包括研究组织,顶级航空航天制造商和专业技术开发人员。

“研究团队很平衡,由大西洋的工业原始设备制造商,维修供应商和大学组成,”麦吉尔大学添加剂设计与制造实验室的Yaoyao Fiona Zhao教授补充说。“该项目将提供对沉积过程中粉末和线材的热和机械性能的基本了解。它还将为工业合作伙伴提供模拟和优化平台,以进一步开发其特定于组件的应用程序。“

该项目将研究选定添加剂工艺的基本方面,包括沉积金属的材料完整性,以及沉积工艺的准确性和局限性。该联盟还将研究自动化技术,以绘制受损区域并计算修复策略,并研究如何将近净形状修复有效地加工成最终的无缝形状。

AMOS还将研究如何将添加剂修复技术纳入新组件的设计中,以优化其生命周期内的效率,以及不符合当前行业规范的创新修复工艺的认证。

“增材制造是一项革命性技术,也是GKN的战略优先技术之一,”GKN航空发动机系统公司固体力学工程师Rebecka Brommesson表示。“在AMOS进行的大型比较研究将有助于我们了解测试的直接能量沉积系统的优缺点。我们希望研究合适的维修和再制造策略以及维修和再制造所需的资格认证过程。“

欧洲合作伙伴是英国谢菲尔德大学AMRC; 法国南部Ecole Central de Nantes; GKN航空发动机系统总部设在瑞典; 和DPS,一家专门从事过程模拟和优化的法国中小企业。

加拿大合作伙伴是蒙特利尔麦吉尔大学; 渥太华大学; 喷气发动机制造商Pratt&Whitney Canada; 起落架供应商Héroux-Devtek; 和自动化焊接专家Liburdi。

该项目将涉及参与中心和公司使用的一系列增材制造技术,包括加拿大Liburdi运营的激光粉末和机器人激光线系统,法国Ecole Centrale de Nantes的CNC激光粉末设施,以及机器人粉末二极管激光器英国谢菲尔德大学AMRC的电线和钨丝电弧设施。材料研究将集中在三种广泛使用的航空航天合金:Ti6Al4V,Inconel 718和300M合金钢。

这项为期四年,耗资260万欧元(380万加元)的项目得到了欧洲委员会通过地平线2020计划以及加拿大资助机构CARIC和NSERC的支持。它是首批在航空研发领域“移动增长”合作下资助的欧洲 - 加拿大项目之一。

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