- 成都威諾精密機械有限公司
- CHENGDU VINO PRECISION MACHINERY CO.,LTD
在航空領(lǐng)域，飛機的安全性與性能至關(guān)重要，而這很大程度上依賴于飛機零件的質(zhì)量。飛機零件猶如飛機的 “骨骼”，支撐著飛機的整體結(jié)構(gòu)，承受著飛行過程中的各種復(fù)雜載荷。精密機械工藝作為制造飛機零件的核心技術(shù)，正不斷解鎖新的可能，為打造堅固耐用的飛機 “骨骼” 提供堅實保障。
鍛造工藝：賦予金屬強大 “骨骼”
鍛造工藝是飛機零件制造中不可或缺的一環(huán)。以中國二重的 8 萬噸模鍛壓機為例，這一 “國之重器” 堪稱航空制造領(lǐng)域的巨獸。其地上 27 米高，地下 15 米，總高 42 米，重約 2.2 萬噸 。在制造 C919 飛機起落架關(guān)鍵鍛件 —— 主起外筒時，操作師操控機械手從高溫箱中夾起散發(fā)著橙色光芒、類似 Y 字形狀的鍛件，送至模鍛壓機的鍛壓臺。隨著鍛壓臺臺面緩緩張開，寬 1.2 米、高 2.8 米、重達 1.6 噸的主起外筒在短短幾秒內(nèi)鍛壓成型，整個過程僅需 3 分半鐘 。
這臺壓機通過強大的壓力作用，使普通金屬材料在模具內(nèi)流動，細(xì)化內(nèi)部晶粒，實現(xiàn)大型模鍛件的整體精密成形。經(jīng)其鍛造的金屬材料可成為飛機的 “骨骼”—— 框梁，發(fā)動機的 “脊柱”—— 渦輪盤等關(guān)鍵部件 。相較于傳統(tǒng)生產(chǎn)鍛件需千錘百煉，8 萬噸模鍛壓機實現(xiàn)了一錘定型，大大提高了生產(chǎn)效率與產(chǎn)品質(zhì)量。此外，用于連接機翼和機身的鈦合金上下緣條鍛件等 130 多個部件也出自類似的鍛造工藝，這些部件對于飛機的結(jié)構(gòu)穩(wěn)固起著關(guān)鍵作用 。
銑削工藝：精雕細(xì)琢出精準(zhǔn) “骨骼”
提到飛機的金屬 “骨骼”，五軸高速銑削技術(shù)在其中扮演著極為重要的角色。每架飛機都擁有數(shù)萬個形狀復(fù)雜的金屬零件，例如長達 13 米的超長梁，如同飛機的 “脊椎”；厚度僅 0.76mm 的超薄壁，宛如飛機的 “皮膚”；還有帶有加強筋、蜂窩腔的迷宮般復(fù)雜結(jié)構(gòu) 。這些由 7075 航空鋁合金打造的零件，既要承受高速飛行時 12 倍音速的沖擊，又要盡可能輕盈，以降低飛機重量、提高燃油效率，傳統(tǒng)加工方式根本無法滿足如此嚴(yán)苛的要求 。
此時，價值上億的五軸加工中心展現(xiàn)出強大實力。其主軸以 20000 轉(zhuǎn) / 分鐘的速度呼嘯運轉(zhuǎn)，切削速度堪比高鐵；±110° 擺角銑頭靈活翻轉(zhuǎn)，如同在零件表面跳起優(yōu)雅的機械華爾茲；40kW 大功率持續(xù)輸出，1 小時能夠削平 2 噸金屬 。更為精妙的是，工作臺可 90° 翻轉(zhuǎn)，讓數(shù)米長的零件在加工過程中均勻受力，確保每一處都能達到 0.01mm 的高精度 。在加工過程中，還配備了柔性夾具系統(tǒng)，能夠像變形金剛一樣適應(yīng)上千種異型件；智能排屑技術(shù)保證在長達 20 米的梁加工中不卡一粒鋁屑；毛刺控制黑科技使零件表面光滑，無需人工修磨 。從殲 - 20 到 C919，眾多先進戰(zhàn)機與客機的關(guān)鍵零件都誕生于這一精密銑削工藝，為飛機打造出精準(zhǔn)且堅固的 “骨骼”。
3D 打印工藝：創(chuàng)新塑造新型 “骨骼”
傳統(tǒng)飛機承力框制造工藝需先熔鑄錠，再加熱鍛造，材料浪費極大。而傳統(tǒng)金屬 3D 打印因沒有鍛造環(huán)節(jié)，打印出的零件易產(chǎn)生氣孔、裂縫等缺陷，難以滿足飛機制造的嚴(yán)苛要求 。“鑄鍛銑一體化” 3D 打印技術(shù)的出現(xiàn)改變了這一局面。該技術(shù)如同一個 “三合一廚房”，將鑄造、鍛造、銑削三個關(guān)鍵步驟合為一體，邊堆積金屬材料邊捶打塑形，就像揉面團一樣，使材料越 “揉” 越密實、越勁道，制造出的零件比傳統(tǒng)鍛造的更結(jié)實耐用 。
以制造飛機承力框為例，傳統(tǒng)工藝耗材以噸計，生產(chǎn)周期至少數(shù)月；而 “鑄鍛銑一體化” 3D 打印技術(shù)僅需傳統(tǒng)工藝 10% 的原材料，生產(chǎn)周期縮短至一周 。材料利用率從 10% 大幅提升至 80%，零件強度更是超越傳統(tǒng)工藝制造的產(chǎn)品 。目前，張海鷗教授團隊已成功采用該技術(shù)打印出飛機承力框，這是 C919 大飛機的高強鋁合金 “骨架”，且已通過多層級專家驗收 。從最初只能打印飛機外掛掛鉤等小部件，到如今能夠打印飛機起落架、承力框等大型金屬構(gòu)件，包括大型飛機航空發(fā)動機的高溫合金機匣、鋁合金機匣、鈦合金葉輪等，3D 打印工藝正逐步為飛機塑造新型的堅固 “骨骼” 。
精密機械工藝中的鍛造、銑削、3D 打印等技術(shù)，從不同角度為飛機零件打造出堅固的 “骨骼”。這些技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，不僅提升了飛機的性能與安全性，也推動著航空制造業(yè)邁向更高水平，助力人類在藍天中的飛行夢想不斷拓展。
