歐洲采用電弧增材制造工藝成功制造空間探索鈦壓力容器

來源：航天科技情報展望

據(jù)了解，由泰雷茲阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space）、克蘭菲爾德大學和Glenalmond Technologies公司組成的團隊成功地制造了用于未來空間探索載人任務的第一個全尺寸鈦壓力容器原型。該壓力容器高約1m，質量約8.5kg，由鈦合金（Ti-6Al-4V）制成，采用電弧增材制造（Wire + Arc Additive Manufacturing，WAAM）工藝沉積。由于能夠直接從數(shù)字繪圖到最終結構，WAAM將兩個獨立的部分集成到一個部件中，無需長時間鍛造，并大大減少了機械加工產生的廢料量。

如果按傳統(tǒng)生產，這種組件所需的原材料將是其最終質量的30倍左右。采用WAAM工藝，每件產品節(jié)省了超過200kg的鈦合金（Ti-6Al-4V）。這方面還有進一步改進的空間，克蘭菲爾德大學正致力于創(chuàng)新方法，以便更接近最終厚度。在過去十年中克蘭菲爾德大學一直處于該工藝的領先地位。

由克蘭菲爾德大學制造WAAM 形狀，然后送到Glenalmond Technologies公司，在那里進行應力消除、激光掃描、機械加工和超聲波檢測。最終檢驗由Agiometrix進行，使用計算機斷層掃描（CT-scan）進行內部質量分析，并使用光學掃描儀。泰雷茲阿萊尼亞宇航公司（Thales Alenia Space）確保該零件符合機械要求和規(guī)范。經過檢查，項目團隊認為該壓力容器達到了應用技術和質量要求。

該團隊目前正在著手制造第二個原型壓力容器，目的是對整個制造周期進行微調，以證明該工藝的可重復性和可靠性，并推動新方法實施應用于飛行硬件。

泰雷茲阿萊尼亞宇航公司增材制造項目研究經理Massimo Chiampi表示：“我們正在尋找一種創(chuàng)新的貯箱制造解決方案，因為傳統(tǒng)的減材加工生產通常需要很長的交付周期。通過這個項目，我們證明了WAAM技術的應用提高了我們產品的競爭力。與采購標準鍛造產品所需的數(shù)月時間相比，一件近凈形狀的產品只需幾天就能完成，而且加工工序也在不斷減少。我們在不放棄所要求的性能的情況下將總交付周期縮短了65％，這在設計靈活性方面也帶來了優(yōu)勢，使我們能夠在項目的后期滿足客戶的需求�！�

克蘭菲爾德大學首席研究員、WAAM3D公司首席科學家Ding Jialuo Ding博士說：“我們開發(fā)WAAM技術已經有10多年了，看到它達到這種商業(yè)成熟度，我們非常滿意。我們對通過我們的新分拆公司WAAM3D推出這項技術感到非常興奮。我們也對Glenalmond Technologies所做的工作極為滿意，他們在首次嘗試時就完美地處理了加工余量有限的零件�！�

克蘭菲爾德大學高級講師、WAAM3D公司首席執(zhí)行官Filomeno Martina博士說：“該零件是使用過去十年開發(fā)的軟件和硬件構建的，通過克蘭菲爾德大學新成立的分拆公司WAAM3D，這些設備終于可以商業(yè)化了。這讓我們有機會在一個備受矚目的用戶案例上測試WAAM3D的創(chuàng)新解決方案，時間跨度非常大。我們?yōu)榭颂m菲爾德大學的自動化水平感到自豪。WAAM3D公司將在未來幾個月向工業(yè)界提供所有這些工具，我們期待這將對工業(yè)大規(guī)模增材制造產生的影響�！�

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