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鎢基合金在航空航天噴嘴的應用現(xiàn)狀

航空航天領域對材料性能要求極為嚴苛，而鎢基合金憑借自身諸多優(yōu)異特性，在航空航天噴嘴制造中占據(jù)重要地位。在液體火箭發(fā)動機燃燒室出口，喉襯和噴嘴需承受超高溫、高壓及高速燃氣沖刷。例如，鎢滲銅（W-Cu）復合材料喉襯應用于長征系列火箭發(fā)動機，利用鎢的耐高溫性與銅的高導熱性，有效解決單一材料熱應力開裂問題。美國SpaceX獵鷹火箭的梅林發(fā)動機采用鎢合金喉襯，其使用壽命較傳統(tǒng)材料大幅提升，是普通合金的5-10倍，有力保障多次點火任務的可靠性。在衛(wèi)星、飛船的姿態(tài)調整發(fā)動機噴嘴方面，錸鎢合金（W-Re）噴嘴用于氙離子推進器，能在1200℃高溫下保持尺寸穩(wěn)定性，為長時間在軌姿態(tài)調整提供支撐。

▲鎢合金噴嘴在航空航天的應用 ?網(wǎng)絡Space X改動機

然而，傳統(tǒng)工藝在制造鎢基合金航空航天喉襯和噴嘴時面臨諸多挑戰(zhàn)。復雜的內部冷卻結構、精細的流道設計等，對于傳統(tǒng)加工方式而言，實現(xiàn)難度大、成本高且生產(chǎn)周期長。這促使行業(yè)不斷探索新的制造技術，以滿足航空航天領域對高性能、復雜結構的需求。

PEP工藝制備鎢合金復雜構件的優(yōu)勢

升華三維的粉末擠出3D打印技術（PEP）為解決上述難題提供了新方案，在制備鎢基合金復雜構件方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，可實現(xiàn)鎢基合金復雜內部冷卻結構集成化成型，再結合粉末冶金燒結工藝，為制備復雜結構的高性能鎢基合金噴嘴等構件提供了更經(jīng)濟高效的解決方案。

PEP打印鎢合金航空航天噴嘴的主要優(yōu)勢

l“增材制造+粉末冶金”相結合的間接3D打印技術，可充分發(fā)揮3D打印的高自由度設計，能解決傳統(tǒng)加工方式制備大尺寸、復雜結構鎢合金構件時的加工困難或無法加工等問題。

l與粉末床式增材技術相比，PEP技術對粉末粒度與純度要求相對寬松，憑借獨特粘結劑配方，可兼容從0.2-100μm的寬粒徑鎢合金粉末，且對原粉球形度、均勻性無明確要求。

lPEP技術采用低溫成型、高溫成性的獨特工藝，可有效地解決其他3D打印鎢合金過程中極易出現(xiàn)的變形、裂紋、孔洞等問題，燒結件相對密度超過99%。并保持結構性能的一致性。

l在成本控制上，PEP打印設備成本約為同成型尺寸的激光成型設備的1/3-1/5，還可直接適配傳統(tǒng)粉末冶金工藝的前后處理設備。同時材料利用率高達98%，有效降低了原材料損耗。

PEP制備鎢基合金噴嘴的應用前景

在航空航天噴嘴制造中，PEP技術有望帶來諸多變革。對于具有復雜冷卻通道的航空發(fā)動機鎢合金噴嘴，PEP技術的柔性擠出頭可實現(xiàn)0.2-1.5mm超細直徑擠出，配合自主開發(fā)的路徑規(guī)劃算法，能夠將原本需要多部件拼接、多次加工的復雜中空結構，轉化為一次成型的完整部件。這不僅大幅減少裝配誤差，更通過優(yōu)化材料分布顯著提升構件性能。

▲鎢合金噴嘴燒結件 ?升華三維

在產(chǎn)品開發(fā)周期方面，傳統(tǒng)制造工藝開發(fā)一款新型航空航天噴嘴或喉襯，從設計到成品可能需要數(shù)月甚至數(shù)年時間，而利用PEP技術無模具限制，可輕松實現(xiàn)鏤空、梯度材料、多孔腔體集成設計，實現(xiàn)難熔金屬復雜結構的快速制備，將開發(fā)到商業(yè)化的交貨時間從過去的6-12個月縮短至幾周，大大加快產(chǎn)品開發(fā)與商業(yè)化進程。

從可持續(xù)發(fā)展角度分析，PEP技術在制備過程中，有效減少機加工工序，降低能源消耗與廢棄物排放。同時，其高材料利用率減少了對原材料的需求，符合航空航天領域綠色制造的發(fā)展趨勢。

升華三維現(xiàn)已構建材料開發(fā)-設備制造-工藝優(yōu)化-后處理全產(chǎn)業(yè)鏈能力，形成覆蓋鎢、鉬、鉭、鈮等十余種難熔金屬材料庫，可提供先進的PEP工藝設備、打印服務及解決方案。歡迎新老客戶咨詢洽談：