聚焦航空航天增材制造，新拓三维助推设计与制造数字化浪潮

　　航空航天制造业作为高新技术密集型产业，代表着世界各国制造业的发展水平。增材制造技术可用于高性能材料轻量化，结构一体化成形，是航空航天设计与制造能力的一项关键核心技术。

　　为促进增材制造技术的发展及其在航空航天领域的应用，搭建科研院所、高校与企业之间的技术交流平台，促进科技成果转化，6月16日-18日，2021航空航天增材制造技术创新发展论坛在武汉成功举行。

　　为了提高飞机飞行性能以及经济性、可靠性，先进飞机和发动机越来越多地增加先进材料用量，且结构越来越复杂，各种系统管路和线路密集，对材料和制造工艺提出了更高的要求。

　　新拓三维在会议现场展出了系列三维光学测量解决方案，从产品开发、设计到加工、产品检验验收环节，协助客户实现零部件的精确测量和控制，完成外形整体造型、三维分析模拟，从而使设计制造更迅速、过程制造更优化。

　　钛合金材料测试

　　钛合金具有比强度高、质地轻、抗腐蚀的优异性能，已经被广泛应用于航空、化工、冶金、电力、船艇等领域，在航空航天领域应用的钛合金大约占钛总产量的70%左右。

　　对不同厚度的钛合金材料进行拉伸试验，测量不同直径、不同长度的钛合金材料焊缝处的不同抗拉性能，通过获取到钛合金材料在拉伸过程中位移场和应变场，分析研究材料的变形行为及失效断裂机理。

• 　　 全场应变分布

• 　　 应力-应变曲线

• 　　 杨氏模量

• 　　 泊松比

• 　　 N值 & R值

• 　　 拉伸、压缩、劈裂、弯曲…

　　发动机零部件检测

　　航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，航空发动机典型零部件包括叶片、叶轮多为自由曲面，其型面轮廓以及相关参数的测量和评价较为复杂，一直是航空发动机检测的一个难点。

• 　　 逆向设计

• 　　 优化注塑模具/过程

• 　　 外形和尺寸分析

　　结构疲劳测试

　　飞机服役年限的增加，结构的疲劳及腐蚀问题也会随着浮现。维护旧飞机的飞行安全，必须对结构疲劳及腐蚀有正确的认知及处置。

• 　　 疲劳变形分析

• 　　 疲劳裂变演化

• 　　 波峰、波谷反映疲劳性能

• 　　 超长时疲劳监测

  
  

  
  

　　断裂过程中的应变分布

　　航空管路测量

　　航空发动机分布着大量的管线，为了躲避复杂结构的干涉，发动机装配的弯管形状各异，结构复杂，其弯曲半径、长度、走向等都是发动机制造商关注的焦点，对于弯管孔位直径、位置度、同轴度等尺寸控制要求严苛。

• 　　 弯管在线检测

• 　　 优弯管加工指导

• 　　 逆向弯管测量

　　维护/保养

　　在航空发动机整个生命周期，保养和维修费用是不可忽视的成本因素。三维光学测量可以快速检验零部件磨损，材料沉积，实现零部件的精确修复。

• 　　 数字坐标测量损坏的/预备表面

• 　　 验证材料沉积

• 　　 检查维修工作

　　零部件及产品检测

　　航空工业零部件的制造受许多因素的影响，例如高性能材料、复杂的加工工艺，形状各异的几何形状，对交付时间也越来越严格。如何在满足精密制造所需的同时，还能不断提高生产效率，这是航空零部件生产商亟需解决的难题。

• 　　 零部件尺寸测量

• 　　 逆向设计

• 　　 零件铆接件变形分析

• 　　 有限元验证

• 　　 机翼模型变形测试

• 　　 风洞实验

  
  

　　机身和客舱

　　飞机结构科学的设计，精确的装配，对确保高效的空气动力性能和飞行的使用寿命至关重要。针对机身和客舱，新拓三维提供机翼与机身的大尺寸测量、动态变形测量、整体变形检测等数字化测量方案，实现设计优化和工艺修正，减少检测时间，加快新机型的设计与制造。

• 　　 航空座椅变形测试

• 　　 飞行中机翼变形测试

• 　　 轨迹姿态

　　新拓三维一直致力于三维光学测量技术的研发，专注于航空航天、汽车制造、材料力学、土木工程、铸造模具、增材制造等专业领域提供高精度三维光学测量解决方案，新拓三维也将持续努力，开拓更多三维数字化应用，助力更多行业的数字化转型。