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鐳明激光金屬3D打印機助力空天零部件高質(zhì)高效生產(chǎn)

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時間：2024-11-18

　　11月12日，為期6天的第十五屆中國航展在廣東省珠海市開幕，母公司鑫精合股份攜金屬3D打印機整體解決方案及創(chuàng)新成果亮相。

　　航空航天是推動國防建設(shè)、科技創(chuàng)新和經(jīng)濟社會發(fā)展的戰(zhàn)略性領(lǐng)域，對完善上下游產(chǎn)業(yè)體系，推動產(chǎn)業(yè)鏈建鏈、延鏈、補鏈、強鏈具有強勁的推動作用。金屬3D打印作為工業(yè)母機革新技術(shù)之一，在航空航天制造業(yè)得到深入應用。

　　航空航天產(chǎn)品大多需在極端條件下服役，呈現(xiàn)高度綜合與集成化特點：零部件種類繁多又相互聯(lián)系，強調(diào)整體協(xié)調(diào)性；材料選擇、加工精度、性能要求各有不同；突出大型化、輕量化等，這也造成航空航天零部件設(shè)計難度大、制造成本高、生產(chǎn)周期長、迭代速度慢。但金屬3D打印技術(shù)的普及，省去開模制造環(huán)節(jié)，直接成形大尺寸、高精度、高性能關(guān)鍵零部件，縮短試制驗證周期，加快研發(fā)進程，進一步推進空天領(lǐng)域先進制造技術(shù)發(fā)展。鐳明激光深耕金屬3D打印技術(shù)，整合實踐經(jīng)驗，為以航空航天為代表的高端制造業(yè)提供金屬3D打印整體解決方案，多快好省實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

　　大尺寸復雜結(jié)構(gòu)零部件制造

　　以鐳明激光打印的航天發(fā)動機中的關(guān)鍵零部件葉柵環(huán)為例，直徑達1470mm，整體為復合葉輪結(jié)構(gòu)，葉片數(shù)量多且薄，加工難度大；采用激光選區(qū)熔化技術(shù)，實現(xiàn)大尺寸復雜零部件一體成形，成品表面致密無缺陷、連接結(jié)構(gòu)無焊點、整體均勻一致、性能優(yōu)異；材料選用高溫合金（GH3625），保證其在高溫、高壓、高速氣流中正常工作；外表面均布加強筋以增大結(jié)構(gòu)強度、剛度等力學性能。使用LiM-X1500HF飛行打印設(shè)備，20激光打印240h即制造完成，展現(xiàn)了鐳明激光對大尺寸航空航天零部件的高質(zhì)高效生產(chǎn)能力。

葉柵環(huán)

　　航天發(fā)動機中重要組件推力室，使用激光選區(qū)熔化技術(shù)實現(xiàn)輕量化設(shè)計，減重至600kg。零件直徑為589mm，整體高度達1357mm，僅用360h就打印完成；一體成形，內(nèi)部流道結(jié)構(gòu)設(shè)計更自由、制造更精準；表面無焊點光潔度高，強度可靠；外部紋理貼合應用要求，工藝穩(wěn)定性高。該零件充分展現(xiàn)了鐳明激光在大尺寸特別是超高尺寸復雜零部件成形方面的經(jīng)驗與能力。

推力室

　　多工藝、多材料組合制造

　　在實際應用中，航空航天領(lǐng)域的特殊零部件往往需由多種材料耦合制成，對工藝、性能要求也各有不同。針對此類需求，鐳明激光采用多合金、多工藝組合3D打印的方式制造零部件，不僅縮短生產(chǎn)周期和加工成本，同時保證了成品的質(zhì)量與性能。

　　以航空發(fā)動機推力室為例，該零件精細結(jié)構(gòu)多，具有復雜內(nèi)流道及薄壁結(jié)構(gòu)，首先采用激光選區(qū)熔化技術(shù)完成對銅合金（CuCrZr）的一體成形，隨后采用激光熔覆技術(shù)對外表面添加高溫合金（GH4169）熔覆層，達到表面改性目的，最終成品兼具高導熱和高強度性能。

推力室

　　某型號前中機身產(chǎn)品，整體結(jié)構(gòu)復雜、尺寸大、精度要求高、關(guān)鍵位置多、加工難度大。在實際制造中，鐳明激光將機身整體分為三個部段結(jié)構(gòu)和兩個框梁結(jié)構(gòu)進行制造并連接。對框類分體件采取六階段分段成形法，每階段成形完畢及時去應力退火，有效控制變形。腹板梁類零件采用腹板+激光沉積制造方式，優(yōu)化成形掃描策略，減少單位熱輸入，并在截面變化較大的區(qū)域增大倒角，減少應力集中，保證成形質(zhì)量。

某型號前中機身產(chǎn)品

　　精密結(jié)構(gòu)高品質(zhì)成形

　　航空航天產(chǎn)品對精度提出嚴格要求，特別是葉輪、葉片、薄壁結(jié)構(gòu)等零部件，既要確保在極端工作環(huán)境和復雜設(shè)計要求下的產(chǎn)品質(zhì)量和性能，又要實現(xiàn)微米級的加工精度要求。

　　鐳明激光打印的某衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)，材料為鋁合金，為克服大平面大尺寸變形開裂問題，采用典型的薄壁夾層結(jié)構(gòu)設(shè)計：薄壁面板+點陣內(nèi)芯的組合，既能夠?qū)崿F(xiàn)構(gòu)件的快速輕量化，又具有強度高、塑性好、耐疲勞、吸音隔熱等優(yōu)勢。依托金屬3D打印，薄壁夾層結(jié)構(gòu)件可一體成形，內(nèi)部點陣結(jié)構(gòu)完好，粗細均勻、精準可靠。

某衛(wèi)星主體結(jié)構(gòu)

　　以鐳明激光打印的大面積（150mm×150mm）極限尺寸結(jié)構(gòu)件為例，材料為鋁合金，成形后零件整體結(jié)構(gòu)完好，桿徑僅0.2mm，尺寸精度達±0.025mm。

放大50倍局部桿徑圖

　　打印成品可達鍛件性能要求

　　空天零件對結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求越來越高，同時對零部件成形質(zhì)量要求更為嚴格。

　　渦噴發(fā)動機的重要零部件尾噴管，包絡尺寸為500mm×870mm×2880mm，內(nèi)部流道多，回轉(zhuǎn)體變形控制難度大，采用激光選區(qū)熔化+減材成形方式制造，用時720h制成，最終成品達到鍛件性能要求。

尾噴管

　　鐳明激光打印的某型航空燃油噴桿，使用金屬3D打印一體成形，替代原本的焊接拼接方案，最終減少焊縫14個，大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

航空燃油噴桿

　　鐳明激光金屬3D打印設(shè)備，久經(jīng)用戶考驗，運行穩(wěn)定可靠，為空天領(lǐng)域高質(zhì)高效批量化生產(chǎn)零部件提供強大支持，多次參與國家工程項目，屢經(jīng)考驗。新一代載人飛船試驗船項目中，使用LiM-S2510激光近凈成形設(shè)備打印直徑3.95m返回艙防熱大底框架，解決了大型整體構(gòu)件“變形開裂”難題，在提高制造精度、增大制造尺寸、提高生產(chǎn)效率等方面效果突出；材料利用率提高了67%，大大提高了后續(xù)裝配效率。

返回艙防熱大底框架

　　2021年，“天問一號”探測器著陸火星，邁出我國星際探測征程重要一步。在任務研制過程中，鐳明激光LiM-X系列激光選區(qū)熔化設(shè)備制造交付產(chǎn)品30余項，LiM-S系列激光近凈成形設(shè)備制造交付產(chǎn)品9項。

“天問一號”探測器

　　近年來，全球空天產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，從發(fā)動機部件到衛(wèi)星組件，再到飛行器結(jié)構(gòu)件，3D打印的應用正在改變空天制造業(yè)生產(chǎn)模式；此外，低空經(jīng)濟、商業(yè)航天賽道穩(wěn)步發(fā)展，也加速金屬3D打印技術(shù)發(fā)展完善，成為零部件研發(fā)試制、批量生產(chǎn)的常態(tài)制造手段。鐳明激光作為金屬3D打印行業(yè)先進企業(yè)，始終在以用戶需求為導向，優(yōu)化設(shè)備穩(wěn)定性、加強工藝技術(shù)開發(fā)、升級服務質(zhì)量、強化市場競爭力，為航空航天領(lǐng)域用戶提供多樣化金屬3D打印整體解決方案。

鐳明激光金屬3D打印機LiM-X400M系列設(shè)備驅(qū)動消費品行業(yè)制造升級

金屬3D打印機成形高度再刷新！鐳明激光LiM-X800H+設(shè)備發(fā)布，Z軸凈成形高度達2500mm

鐳明激光金屬3D打印機LiM-X400M系列設(shè)備驅(qū)動消費品行業(yè)制造升級

金屬3D打印機成形高度再刷新！鐳明激光LiM-X800H+設(shè)備發(fā)布，Z軸凈成形高度達2500mm

中國航天科工集團有限公司舉辦2025年“四新”知識培訓班，旨在進一步強化技能人才隊伍建設(shè)，全面提升技能人才綜合素養(yǎng)與技術(shù)水平。鐳明激光受邀開展《金屬增材制造-激光選區(qū)熔化》專題技術(shù)講座，由公司副總經(jīng)理李會敏擔任主講。

2025-05-21

鐳明激光金屬3D打印機LiM-X400M系列：驅(qū)動消費品行業(yè)制造升級

金屬3D打印技術(shù)正從航空航天等高端制造領(lǐng)域向民用制造業(yè)縱深發(fā)展，特別是在3C電子、精密模具、汽車零部件等生產(chǎn)場景中展現(xiàn)出獨特價值，既能精準實現(xiàn)大尺寸復雜構(gòu)件的一體成形，又能滿足小批量定制化生產(chǎn)的時效要求。鐳明激光LiM-X400M系列設(shè)備為消費品行業(yè)用戶提供了從原型開發(fā)到批量生產(chǎn)的全鏈路金屬增材制造解決方案，持續(xù)推動傳統(tǒng)制造模式向數(shù)字化、柔性化方向演進。

2025-05-16

鐳明激光金屬3D打印機LiM-X400：助力工業(yè)/人工智能/運動裝備領(lǐng)域規(guī)?；a(chǎn)

金屬3D打印技術(shù)正逐漸成為工業(yè)制造領(lǐng)域的核心生產(chǎn)力工具。鐳明激光憑借覆蓋大、中、小成形尺寸的全矩陣設(shè)備體系，推動金屬3D打印技術(shù)深度融入航空航天、能源動力、汽車制造等千行百業(yè)，以高質(zhì)高效的生產(chǎn)路徑實現(xiàn)技術(shù)落地。LiM-X400配置400mm×450mm×550mm雙激光方案與450mm×450mm×550mm四激光方案，自上市以來持續(xù)為行業(yè)用戶突破制造瓶頸，并于TCT ASIA 2025發(fā)布全新激光加熱方案，配備9000W高功率多模激光器實時加熱當前層粉末，最高加熱溫度可達1000℃，突破傳統(tǒng)熱傳導瓶頸，確保每一層粉末均處于優(yōu)勢熔融狀態(tài)，可顯著提升零件致密度，重新定義金屬3D打印質(zhì)量上限。

2025-04-16

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