เหตุใดการผลิตสารเติมแต่งโลหะผสมไทเทเนียมจึงใช้สำหรับโครงสร้างแบริ่งโหลด-จรวด

เมื่อจรวดที่ใช้ซ้ำได้แตะพื้น โครงสร้างของมันจะต้องทนต่อแรงกระแทกระดับร้อยตัน การออกแบบส่วนประกอบรับน้ำหนักที่แข็งแกร่ง ทนทาน และน้ำหนักเบาถือเป็นกุญแจสำคัญในการนำจรวดกลับมาใช้ใหม่ได้สำเร็จ ก้าวข้ามขีดจำกัดของกระบวนการผลิตแบบเดิมๆโลหะผสมไทเทเนียมการผลิตแบบเติมเนื้อใช้ประโยชน์จากการขึ้นรูปแบบบูรณาการและข้อดีน้ำหนักเบาที่มีความแข็งแรงสูง เพื่อรองรับฮาร์ดแวร์ด้านการบินและอวกาศที่มีน้ำหนักบรรทุกเกินร้อยตัน ส่งเสริมการพัฒนาการบินเชิงพาณิชย์ของจีนและยานยนต์เปิดตัวรุ่นใหม่

 

 

 

1.ปัญหาหลักสำหรับส่วนประกอบด้านการบินและอวกาศ

โครงสร้างรับน้ำหนักต้องทนต่อแรงกระแทกขนาดใหญ่ในขณะที่รักษาน้ำหนักของตัวเองให้ต่ำ น้ำหนักโครงสร้างที่เพิ่มขึ้นทุกๆ กิโลกรัมจะช่วยลดความสามารถในการบรรทุกของจรวด

 

2.ข้อเสียของกระบวนการประกอบแบบเดิมๆ

ชิ้นส่วนรับน้ำหนักขนาดใหญ่ผลิตขึ้นโดยการตีส่วนที่แยกแล้วตามด้วยการเชื่อม รอยเชื่อมและข้อต่อมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นให้เกิดความเครียด ซึ่งอาจกระตุ้นให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้าภายใต้แรงกระแทกระดับร้อยตันซ้ำๆ และขัดขวางการนำจรวดกลับมาใช้ใหม่

 

3.ข้อจำกัดของสารละลายเหล็ก

เหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูงให้ความแข็งแรงเพียงพอแต่ยังเพิ่มน้ำหนักส่วนประกอบได้มาก ความสามารถในการบรรทุกจรวดลดลง และไม่สามารถประสานประสิทธิภาพการรับน้ำหนักสูงเข้ากับข้อกำหนดน้ำหนักเบาได้

 

4.จุดปวดของการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมแบบดั้งเดิม

โลหะผสมไททาเนียมมีความแข็งแรงจำเพาะ ทนต่ออุณหภูมิ และการกัดกร่อนสูง ทำให้เป็นวัสดุในอุดมคติสำหรับการบินและอวกาศ อย่างไรก็ตาม การตีและการตัดทำให้เกิดการสูญเสียวัสดุจำนวนมาก ก่อให้เกิดปัญหาในการขึ้นรูปโครงสร้างที่ซับซ้อน และนำไปสู่ระยะเวลารอคอยที่ยาวนาน ไม่สามารถใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบด้านวัสดุได้อย่างเต็มที่เพื่อตอบสนองความต้องการด้านการวิจัยและพัฒนาสำหรับอุปกรณ์การบินและอวกาศรุ่นใหม่

 

 

1.หลักการทางเทคนิค

การผลิตแบบเติมเนื้อวัสดุ (การพิมพ์ 3 มิติด้วยโลหะ) ขจัดข้อจำกัดที่เกิดจากแม่พิมพ์และการตัดเฉือนแบบเดิมๆ โดยเสนอทางเลือกสำหรับส่วนประกอบการบินและอวกาศโลหะผสมไทเทเนียม โดยตระหนักถึงการขึ้นรูปแบบบูรณาการผ่านการหลอมและการสะสมของวัสดุทีละชั้น

 

2.ข้อดีที่มีน้ำหนักเบา

ช่วยให้สามารถออกแบบโทโพโลยีให้เหมาะสมที่สุด โดยที่วัสดุจะถูกวางในตำแหน่งที่รองรับความเค้นวิกฤตเท่านั้น ซึ่งช่วยลดน้ำหนักได้สูงสุดในขณะที่ยังคงความสามารถในการรับน้ำหนักไว้

 

3. ปรับปรุงประสิทธิภาพการต่อต้านความเมื่อยล้า

การขึ้นรูปแบบรวมช่วยขจัดจุดอ่อนที่เสี่ยงต่อความเครียด เช่น ตะเข็บเชื่อมและข้อต่อในการประกอบ จัดการกับความล้มเหลวจากความเมื่อยล้าภายใต้โหลดสลับระดับร้อยตัน

 

4. ประสิทธิภาพและการใช้วัสดุที่สูงขึ้น

ช่วยให้เกิดการใช้วัสดุสูงและรอบการพัฒนาที่สั้นลง รองรับการทำซ้ำและการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างของแบบจำลองการบินและอวกาศ และนำเสนอการอัพเกรดวัสดุ กระบวนการ ประสิทธิภาพ และประสิทธิภาพอย่างครอบคลุม

 

 

1. สถานการณ์การทดสอบ

การคืนสภาพในแนวดิ่งของบูสเตอร์ขั้นแรก Zhuque-3 ทำหน้าที่เป็นการทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริงสำหรับเทคโนโลยีการผลิตสารเติมแต่งโลหะผสมไทเทเนียม ข้อต่อขาลงของจรวดจะต้องรองรับแรงกระแทกระดับ 100 ตันในทันที ภายใต้สภาพการทำงานที่รุนแรงกว่าอุปกรณ์ลงจอดของเครื่องบินพลเรือน

 

2.การประยุกต์ใช้ทางเทคนิค

ข้อต่อเชื่อมต่อหลักสำหรับขาลงหลักและขาเสริมถูกสร้างขึ้นแบบบูรณาการโดยการผลิตสารเติมแต่งโลหะผสมไททาเนียม เมื่อเทียบกับโครงสร้างเหล็กทั่วไป ส่วนประกอบแต่ละชิ้นสามารถลดน้ำหนักได้ 20%-30% น้ำหนักรวมของขาลงจอดทั้งสี่ชุดนั้นไม่เกินสี่ตัน ซึ่งถือเป็นตัวชี้วัดความล้าสำหรับการนำจรวดกลับมาใช้ซ้ำหลายครั้ง

 

3.ความสำเร็จในทางปฏิบัติ

ขาลงจอดถูกปรับใช้และล็อคอย่างถูกต้อง ข้อต่อที่ผลิตจากโลหะผสมไทเทเนียมสามารถทนต่อแรงกระแทกจากการลงจอดในระดับร้อยตัน และรับประกันการลงจอดของบูสเตอร์ที่มั่นคง สิ่งนี้สนับสนุนความสำเร็จในการกู้คืนยานพาหนะปล่อยจรวดที่สามารถอยู่ในวงโคจรบนบกในแนวดิ่งเป็นครั้งแรกของจีน และเสร็จสิ้นการตรวจสอบเทคโนโลยีภายใต้น้ำหนักบรรทุกระดับร้อยตันในโลกแห่งความเป็นจริง

 

 

1. ขยายการใช้งานนอกเหนือจากจรวดที่ใช้ซ้ำได้

การผลิตสารเติมแต่งโลหะผสมไททาเนียมได้ถูกนำไปใช้ในโครงการการบินภายในประเทศที่สำคัญหลายโครงการ ขายึดยึดแกนกลางสำหรับจรวด Long March‑5B ซึ่งเป็นส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักที่รับแรงขับมากกว่า 200 ตัน ใช้การผลิตสารเติมแต่งโลหะผสมไทเทเนียมที่มีรูปแบบบูรณาการ สามารถลดน้ำหนักได้ 200 กิโลกรัม และมีประสิทธิภาพเหนือกว่าการตีขึ้นรูปทั่วไป การตรวจสอบการบินครั้งแรกถือเป็นก้าวกระโดดทางเทคโนโลยีครั้งใหญ่สำหรับส่วนประกอบรับน้ำหนักหลักขนาดใหญ่

 

2. การนำไปใช้อย่างกว้างขวางสำหรับส่วนประกอบหลักที่หลากหลาย

ขณะนี้เทคโนโลยีถูกนำไปใช้กับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูง รับน้ำหนักได้มาก และมีขนาดใหญ่ รวมถึงช่องการไหลของเครื่องยนต์ที่ซับซ้อน เฟรมรองรับดาวเทียม และส่วนการเปลี่ยนถ่ายแทงค์ ในสภาพแวดล้อมอวกาศที่มีการแกว่งของอุณหภูมิที่รุนแรง การสั่นสะเทือน และการบรรทุกหนัก ส่วนประกอบที่ขึ้นรูปแบบบูรณาการช่วยให้มั่นใจในการส่งแรงอย่างต่อเนื่องพร้อมความเสถียรของโครงสร้างที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดและคุณสมบัติต้านความล้า ช่วยให้การทำงานที่เชื่อถือได้ของอุปกรณ์การบินและอวกาศ

 

 

1.สถานะปัจจุบัน

การตรวจสอบที่ประสบความสำเร็จภายใต้น้ำหนักบรรทุกร้อยตันแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีจากการวิจัยในห้องปฏิบัติการไปสู่การใช้งานทางวิศวกรรมเชิงปฏิบัติ อย่างไรก็ตาม ปัญหาคอขวดทางเทคนิคยังคงมีอยู่เพื่อตอบสนองข้อกำหนดสำหรับการเปิดตัวความถี่สูง การผลิตจำนวนมาก และการนำกลับมาใช้ซ้ำหลายครั้ง

 

2.ความท้าทายหลักที่ต้องเผชิญ

ลำดับความสำคัญรวมถึงการควบคุมการเสียรูปที่เกิดจากความเครียดจากความร้อนในส่วนประกอบขนาดใหญ่ การระงับข้อบกพร่องภายใน รับประกันประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอตลอดชุดการผลิต และการพัฒนาเทคนิคการทดสอบแบบไม่ทำลายที่มีความแม่นยำสูง

 

3.แนวโน้มการพัฒนา

ห่วงโซ่อุตสาหกรรมจะคอยเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์การพิมพ์และเวิร์กโฟลว์การรักษาความร้อน สร้างระบบควบคุมคุณภาพแบบเต็มรูปแบบ และขับเคลื่อนเทคโนโลยีจากการผลิตทดลองจำนวนน้อย ไปสู่การผลิตที่ได้มาตรฐานและในปริมาณมาก เพื่อรองรับการพัฒนาการบินและอวกาศในระดับอุตสาหกรรม

 

 

Ruihang ผู้ผลิตผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมโดยตรง จำหน่ายแผ่น/แผ่นโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม แท่ง ท่อ แหวน การตีเหล็กและส่วนต่างๆ คุณภาพเป็นไปตามมาตรฐาน AMS, ASTM, MIL, ISO, GB, GJB

เราเชี่ยวชาญในผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม โปรดติดต่อเราผ่านทางอีเมล:Sam.Rui@bjrh-titanium.com