3D 打印的技术特点
01 减轻重量,节省材料
与一些传统机器加工的零件相比,3D 打印技术生产出的零件更加精细,重量更轻。同时,作为增材制造技术,较传统的切削加工技术节省材料,尤其是航空材料。据统计,很多情况下3D 打印技术只需要传统制造法1/10的材料。
02 提高复杂程度,优化结构
很多航空部件结构复杂,需要模具加工,而3D 打印技术则跨越了造模这个环节,无需刀具、模具及工装卡具,即可将任意复杂形状的设计方案通过计算机图形数据快速加工生成实体产品,加工成本和周期均有很大改善,并使产品的不断优化变为可能。
03 降低成本
通过3D 印刷机制造的每件产品都是单独成形,而非从一个模子里复制出来,使复杂的设计不再造成额外成本增加;同时与传统制造技术相比,3D 打印技术通过摒弃生产线而降低了成本。从产品的全过程分析,3D 打印使一些产品零部件的库存只需要保留电子文档,而无需制造出来存在仓库,一旦有需要,直接打印即可,从而减少库存和物流工作。
换热器需求
航空发动机应用的换热器主要实现如下功能:
(1)冷却冷却空气系统(Cooled Cooling Air)。通过冷却冷却空气,提高冷却空气的品质来进一步降低热端部件的温度,如图2 所示。
(2)间冷回热系统(Intercooled and RecuperatedSystem)。主流气体通过间冷器与外涵空气进行热交换,空气温度降低后进入高压压气机,增加进气流量,减小压气机的压缩功;同时通过回热环节,回收涡轮出口排气的热量,增大能量的利用率(图3)。
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