【应用开发】难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备

发布日期:2024-09-19
来源:升华三维市场部

钨等难熔金属,可以抵抗高温压力而保持其强度和形状,是火箭、高超音速和喷气推进应用的理想选择。升华三维PEP技术能够很好弥补其他工艺制造难熔金属的不足,可解决难熔金属快速开发及复杂结构制造等难题,提供适用于极端温度应用的高质量增材制造解决方案。


模型评估


该产品作为航天推进应用中的测试组件,采用升华三维UPRISE 3D软件对其模型进行结构优化,使得更适合3D打印方式制备成型,以实现一体化打印。


【应用开发】难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备


▲推进器组件模型(来源:升华三维)



应用材料


此次采用的是基于PEP技术的蜡基体系钨合金颗粒喂料(UPGM-93WNiFe)作为前期认证材料钨粉粒径在2-3μm之间,粉体装载量为47vol.%。钨合金喂料具有高密度、质量、低成本等优势,可用于高比重钨合金复杂结构件的开发制造。


【应用开发】难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备


【应用开发】难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备


UPGM-93WNiFe 3D打印材料


3D打印


该组件采用工业型独立双喷嘴3D打印机UPS-556成型,打印具有一定密度和强度的生坯,其生坯密度可达8.86g/cm3。该组件打印时长约为6小时,而UPS-556(成型尺寸:500*500*600mm)可实现连续7天打印为制备大尺寸的应用场景产品提供支持。


【应用开发】难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备


【应用开发】难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备


钨合金推进器组件打印参数


产品烧结


通过模型设计-打印生坯-脱脂烧结等工艺步骤后可获得金属产品的性能。采用PEP工艺烧结后的金属,由于粘结剂的去除和材料颗粒的生长,会发生等比例收缩,UPGM-93WNiFe的收缩比率约23%。因此在模型设计时就会将比例放大,该材料的生坯放大系数为1.30,从而确保了产品烧结后能达到近净尺寸。


【应用开发】难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备


钨合金推进器组


【应用开发】难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备


客户采用钨合金来认证应用需求,以便为后续开发实际产品作支撑。如铌也是优秀的难熔金属,可以用作空间推进器等应用。PEP技术的“3D打印+粉末冶金”的工艺模式,显著减少难熔金属产品的加工工序,且性能一致性好、良品率高,可为客户节省了大量应用开发投入及生产成本。采用PEP工艺来制备难熔金属产品具有广泛的应用前景和极高的商业价值。