【工艺】克兰菲尔德大学采用电弧增材制造工艺waam成功制造首个空间探索钛压力容器

    克兰菲尔德大学采用电弧增材制造工艺waam成功制造首个空间探索钛压力容器

由泰雷兹阿莱尼亚宇航公司、克兰菲尔德大学和glenalmond technologies公司组成的团队成功地制造了用于未来空间探索载人任务的第一个全尺寸钛压力容器原型。该压力容器高约1m，质量约8.5kg，由钛合金（ti-6al-4v）制成，采用电弧增材制造（wire arc additive manufacturing，waam）工艺沉积。由于能够直接从数字绘图到最终结构，waam将两个独立的部分集成到一个部件中，无需长时间锻造，并大大减少了机械加工产生的废料量。

如果按传统生产，这种组件所需的原材料将是其最终质量的30倍左右。采用waam工艺，每件产品节省了超过200kg的钛合金（ti-6al-4v）。这方面还有进一步改进的空间，克兰菲尔德大学正致力于创新方法，以便更接近最终厚度。在过去十年中克兰菲尔德大学一直处于该工艺的领先地位。

由克兰菲尔德大学制造waam形状，然后送到glenalmond technologies公司，在那里进行应力消除、激光扫描、机械加工和超声波检测。最终检验由agiometrix进行，使用计算机断层扫描（ct-scan）进行内部质量分析，并使用光学扫描仪。泰雷兹阿莱尼亚宇航公司（thales alenia space）确保该零件符合机械要求和规范。经过检查，项目团队认为该压力容器达到了应用技术和质量要求。

该团队目前正在着手制造第二个原型压力容器，目的是对整个制造周期进行微调，以证明该工艺的可重复性和可靠性，并推动新方法实施应用于飞行硬件。

泰雷兹阿莱尼亚宇航公司增材制造项目研究经理massimo chiampi表示：“我们正在寻找一种创新的贮箱制造解决方案，因为传统的减材加工生产通常需要很长的交付周期。通过这个项目，我们证明了waam技术的应用提高了我们产品的竞争力。与采购标准锻造产品所需的数月时间相比，一件近净形状的产品只需几天就能完成，而且加工工序也在不断减少。我们在不放弃所要求的性能的情况下将总交付周期缩短了65％，这在设计灵活性方面也带来了优势，使我们能够在项目的后期满足客户的需求。”

克兰菲尔德大学首席研究员、waam3d公司首席科学家ding jialuo ding博士说：“我们开发waam技术已经有10多年了，看到它达到这种商业成熟度，我们非常满意。我们对通过我们的新分拆公司waam3d推出这项技术感到非常兴奋。我们也对glenalmond technologies所做的工作极为满意，他们在首次尝试时就完美地处理了加工余量有限的零件。”

克兰菲尔德大学高级讲师、waam3d公司首席执行官filomeno martina博士说：“该零件是使用过去十年开发的软件和硬件构建的，通过克兰菲尔德大学新成立的分拆公司waam3d，这些设备终于可以商业化了。这让我们有机会在一个备受瞩目的用户案例上测试waam3d的创新解决方案，时间跨度非常大。我们为克兰菲尔德大学的自动化水平感到自豪。waam3d公司将在未来几个月向工业界提供所有这些工具，我们期待这将对工业大规模增材制造产生的影响。”

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