近日，中國科學(xué)院第三季度例行新聞發(fā)布會上傳來了關(guān)于國內(nèi)航空制造領(lǐng)域的好消息。中科院西安光學(xué)精密機械研究所瞄準(zhǔn)航空、航天等戰(zhàn)略領(lǐng)域?qū)O端精密制造裝備的重大需求问慎，在中科院科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化重點專項（弘光專項）項目“航空航天發(fā)動機極端精細制造裝備”等的支持下，開發(fā)出國內(nèi)最高單脈沖能量的26瓦工業(yè)級飛秒光纖激光器挤茄，研制出系列化超快激光極端制造裝備如叼，實現(xiàn)了航空發(fā)動機渦輪葉片氣膜孔的“冷加工”突破。

在航空領(lǐng)域穷劈，航空發(fā)動機一直被譽為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”笼恰，其制造水平代表著一個國家的科技、工業(yè)和國防實力歇终。然而社证，我國現(xiàn)有加工手段容易導(dǎo)致航空發(fā)動機關(guān)重件出現(xiàn)各種制造缺陷，嚴(yán)重影響新一代航空發(fā)動機的研制和生產(chǎn)评凝。在航天領(lǐng)域车匪，衛(wèi)星電推進器等關(guān)重件存在微米級加工精度、高表面質(zhì)量潦号、大幅曲面薄壁結(jié)構(gòu)等極端制造瓶頸臼裂，會極大影響航天飛行器的性能、壽命及可靠性慨锅。因此前肥，對于本次國產(chǎn)“黑科技”的突破服驼，中科院西安光學(xué)精密機械研究所研究員楊小君表示：“研制出系列化超快激光極端制造裝備，填補了國內(nèi)空白渔舵，達到了國際先進水平⊙势ぃ”

在國際上率先突破關(guān)鍵技術(shù)

楊小君介紹劈遂，這次創(chuàng)新在國際上率先突破了小空腔（0.5毫米）葉片對壁無損傷微孔加工的世界技術(shù)難題，在國內(nèi)率先攻克了高精度痒渊、三維可編程疮炼、異型微結(jié)構(gòu)掃描成形技術(shù)，實現(xiàn)了超高精度（±2微米）及異型氣膜孔的高品質(zhì)加工蝇裤，為新型航空發(fā)動機葉片的研制提供了重要的技術(shù)支撐廷支。

中國經(jīng)濟導(dǎo)報記者了解到，在弘光專項項目的支持下栓辜，西安中科微精光子制造科技有限公司（以下簡稱“中科微精”）實現(xiàn)了系列化超快激光極端制造裝備的產(chǎn)業(yè)化恋拍。截至目前，已建成1條核心部件及3條極端精細制造裝備的中試生產(chǎn)線藕甩，相關(guān)產(chǎn)品已在中國航發(fā)商發(fā)施敢、中國航發(fā)西航、中國航發(fā)黎明狭莱、貴陽精鑄僵娃、中國航發(fā)航材院等20余家航空航天領(lǐng)域優(yōu)勢單位得到應(yīng)用，為我國航空航天發(fā)動機關(guān)重件加工提供了新的加工手段和裝備腋妙，有力推動了我國航空航天發(fā)動機領(lǐng)域的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展默怨。

楊小君說，此次針對航空領(lǐng)域骤素，項目組在國內(nèi)率先利用超快激光極端制造技術(shù)攻克了新型超高溫單晶材料和高精度復(fù)雜微結(jié)構(gòu)制造難題匙睹，實現(xiàn)了對高壓渦輪葉片氣膜孔的“超精細冷加工”，解決了現(xiàn)有電火花退旅、長脈沖激光加工工藝存在重鑄層熊赦、微裂紋、再結(jié)晶等缺陷的問題呕长，完成了國產(chǎn)發(fā)動機多型號疆逸、多批次高壓渦輪單晶葉片的氣膜孔加工及驗證，為國產(chǎn)大飛機發(fā)動機換上“中國心”打下了堅實基礎(chǔ)悯堂。同時巢段，針對航天領(lǐng)域，攻克了50±2微米高品質(zhì)鉆孔技術(shù)矗壹，將航天推進器流量控制板的控制精度提升三個數(shù)量級（由毫克/秒提升至微克/秒）疯忽，減少燃料攜帶量約20%痪猿，并成功應(yīng)用于世界首套在軌驗證的磁聚焦霍爾推進系統(tǒng)，促進了航天推進系統(tǒng)升級交掌。

“超快激光極端智造技術(shù)是我國飛機發(fā)動機性能提升與發(fā)展的革命性技術(shù)续残，航空發(fā)動機渦輪葉片氣模孔是微米級荧孽，而且葉片中間是空心的鸵赫，要求對壁不能損傷，我們通過超快激光微加工技術(shù)躏升，突破了傳統(tǒng)制造方式加工葉片氣膜孔存在的重鑄層辩棒、微裂紋、再結(jié)晶等缺陷膨疏，解決了航空發(fā)動機在超高溫（1700℃）及超高壓等苛刻條件下一睁，造成葉片易產(chǎn)生裂紋、蠕變佃却、侵蝕甚至是斷裂等難題者吁，實現(xiàn)對高壓渦輪葉片氣膜孔‘超精細冷加工’的重大突破，顯著提升了發(fā)動機壽命及推力饲帅，促使我國航空發(fā)動機設(shè)計砚偶、制造等進入了新的發(fā)展階段∪髡ⅲ”中科微精科技發(fā)展部的經(jīng)理表示染坯，超快激光因具有極短的作用時間和超強的峰值功率等特性，可將作用區(qū)域材料直接電離丘逸，實現(xiàn)無材料選擇的非熱熔性“冷加工”单鹿，獲得傳統(tǒng)工藝無法比擬的超精細、低損傷等加工優(yōu)勢跪倘，已成為航空楚辆、航天、電子等領(lǐng)域極端制造的重要手段馏旅。

葉片研究與應(yīng)用正逐步趕超

葉片無疑是航空發(fā)動機核心中的核心甜序，突破葉片技術(shù)難關(guān)，成為航空發(fā)動機逆襲的關(guān)鍵构眶。多年來驹拢，中國的航空材料人不僅實現(xiàn)了單晶葉片的技術(shù)突破，還打通了從基礎(chǔ)研究到應(yīng)用技術(shù)研究希金，再到工程化研究帕吆，直至型號應(yīng)用和型號保障的全流程科研工程系統(tǒng)。中國航空發(fā)動機所需的單晶合金葉片研究與應(yīng)用，已經(jīng)走上了可持續(xù)發(fā)展的快車道觅霉。

在葉片工作的過程中沥涕，葉片需要承受發(fā)動機工作時的啟動制動力，發(fā)動機將面臨溫度劇變绑警、轉(zhuǎn)子葉片在高速運動下的離心力和根部切應(yīng)力求泰。這樣的工作環(huán)境，就要求葉片的材料具有較高的蠕變強度计盒、熱機械疲勞強度拜秧、抗硫化腐蝕等特性，一些較為先進的航空發(fā)動機內(nèi)部力要求更高章郁。公開數(shù)據(jù)顯示，一個小小的渦輪葉片（幾十毫米量級大兄狙堋）在工作時承受著相當(dāng)于5輛皮卡車的重量暖庄，一個十幾克重的渦輪葉片給渦輪盤施加的離心拉力為上萬公斤。

這么高難度的核心制造工藝屬于歐美長期壟斷和嚴(yán)格技術(shù)封鎖的技術(shù)項目楼肪，至今中國航空發(fā)動機的落后領(lǐng)域仍然是在葉片培廓，雖然已取得巨大進步，但是與主要發(fā)達國家相比春叫，仍存在差距肩钠。早些年因為我國的航空工業(yè)實力不夠，我們的高端發(fā)動機一直都依賴國外進口暂殖。業(yè)內(nèi)人士表示岂张，這種差距除體現(xiàn)在技術(shù)、工藝粤沥、材料上础估，還有一個至關(guān)重要的東西需要跟上，那就是技術(shù)積累索射。

中國航空工業(yè)近年來的蓬勃發(fā)展牙德，離不開一代代軍工人嘔心瀝血的科研攻關(guān)。對于航天器來說虎铅，飛機的“心”一直是我國軍工的一項短板庭钢，也是制約我國飛行器發(fā)展的最重要一環(huán)。不過钟骏，目前讽钻，這一差距正在逐漸縮小。

2014年企鄙，我國自行研制的第五代含錸高溫合金材料弹值、陶瓷基高溫渦輪葉片及單晶渦輪葉片項目正式投產(chǎn)，這是我國在航空發(fā)動機和工業(yè)汽輪機制造領(lǐng)域取得的新突破，只有中日兩國成功研制了第五代高溫單晶合金豫尽。目前篙梢，我國自主研發(fā)的第一代和第二代單晶葉片已經(jīng)用于渦扇-10改進型發(fā)動機，而三代高溫單晶合金也已經(jīng)應(yīng)用于渦扇-15發(fā)動機上美旧。據(jù)介紹渤滞，航空發(fā)動機葉片相關(guān)技術(shù)的掌握，意味著我國將大大提高大推重比發(fā)動機的生產(chǎn)能力榴嗅，并將大大提高原有發(fā)動機的使用壽命妄呕。

相關(guān)技術(shù)還將惠及公眾生活

中科微精成立短短三年來，不斷攻克超快激光極端精細制造領(lǐng)域的一個個技術(shù)難關(guān)并進行了產(chǎn)權(quán)固定嗽测，團隊申請專利120余件绪励，從設(shè)備整機到關(guān)鍵部件再到加工系統(tǒng)集成專業(yè)軟件，均有知識產(chǎn)權(quán)覆蓋保護唠粥，加速了公司的市場開拓和快速發(fā)展疏魏。

激光技術(shù)自問世以來，60多年間晤愧，取得了飛躍的發(fā)展大莫，其應(yīng)用幾乎涵蓋所有工業(yè)領(lǐng)域，除輕工業(yè)篇瀑、汽車厨朗、航空航天、動力及能源行業(yè)外看剃，正逐步向精細淀然、微細加工領(lǐng)域拓展，有力推動了電子制造秋豌、集成電路换攘、通訊、機械微加工匙戚、醫(yī)療椎颓、牙科、美容儀器設(shè)備及新興應(yīng)用的發(fā)展潭三。

中國經(jīng)濟導(dǎo)報記者了解到最阿，作為國內(nèi)超快激光高端制造裝備的先導(dǎo)者，中科微精也相繼開發(fā)出系列化超快激光加工裝備（航空類玖项、航天類貌砖、汽車類、電子類）惜颇，在將超快激光極端智造技術(shù)應(yīng)用于航空航天事業(yè)的同時皆刺，也不斷向民用領(lǐng)域拓展少辣，惠及公眾生活。

超快激光智造技術(shù)和裝備可以應(yīng)用在電子羡蛾、汽車漓帅、醫(yī)療等方面。由于燃料不完全燃燒造成的汽車尾氣是空氣污染的一個重要原因痴怨，利用超快激光技術(shù)可實現(xiàn)汽車噴油嘴倒錐孔高精度加工忙干，經(jīng)過高壓霧化的燃料可更加充分地燃燒，達到減少廢氣污染的目的浪藻。在醫(yī)療領(lǐng)域捐迫，超快激光解決了國產(chǎn)心臟支架加工精度低、筋寬不一致爱葵、毛刺多等加工缺陷施戴，解決了制約國產(chǎn)心臟血管支架激光切割加工的“瓶頸”技術(shù)問題。在電子通信領(lǐng)域可實現(xiàn)藍寶石萌丈、玻璃等硬脆材料高效赞哗、高品質(zhì)加工瓶頸，可大幅提升加工效率叮歧，降低制造成本。

（郭丁源 中國經(jīng)濟導(dǎo)報）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)学咸，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享菌秘，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議骤顿。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布及奋、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺海黍，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)婶祥。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片闲挚、文字如涉及作品版權(quán)問題阴迹，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容年粟，以保證您的權(quán)益俭疤！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。