技术护航提升质量 ——航空工业沈飞工艺研究所增材制造团队质量工作纪实 2021-09-10 

  

王海燕 刘琳
  航空工业沈飞工艺研究所增材制造团队是一支能打硬仗、擅打硬仗的队伍,他们坚持质量第一、客户至上的原则,发挥主观能动性,积极开展技术创新和质量改进活动,不断提高产品质量,为公司科研生产交付任务贡献力量。
  快速反应 按时交付
2020年,工艺研究所承担了公司某新型飞机增材制造装机零件生产任务,这对工艺研究所来说是个巨大挑战。所领导迅速行动,根据员工技术能力,第一时间整合了人力资源,成立以技术一组及生产计划组为主体的增材制造团队。如何在守住公司计划节点的同时保障零件质量,成为摆在团队成员面前的重大难题。在所领导组织下,团队快速反应,结合实际对每个人的工作内容进行了合理分工,并有针对性地制定了工作计划。各成员马上进入角色,团队内部成员间也毫无保留地互相分享技术心得,大家取长补短、争分夺秒地学习相关知识。在设计并行阶段,团队安排专人辅助设计并进行工艺性审查,及时传递数模信息,积极与设计员、外协厂技术员沟通零件增材制造工艺性,将设计缺陷消灭在萌芽状态。在工艺准备阶段,大家边学边干,比计划时间提前完成了工艺规程编制工作。在生产阶段,指派技术全面的人员负责外协项目,对工艺性审查、工艺准备、ECO信息传递、贯彻及过程确认等一系列工作进行全流程跟踪指导。所内生产零件由经验丰富的技术员作为强大的技术后盾,逐项把关,生产计划组全程督促。最终,团队按计划完成了部装开工等标志性里程碑节点,全部零件保质保量顺利交付。
  利用仿真 提质增效
在增材制造过程中,制件的变形是制约增材制造工艺优势的主要障碍,反复试错和摸索会浪费大量非生产性时间及成本。为解决这一难题,增材制造团队开展复杂结构的变形控制及仿真技术研究,并摸索如何将仿真技术与实践相结合。该模拟仿真技术通过优化支撑结构,分析基板和支撑结构移除以及热处理后部件的应力分布、变形释放等状态,最大限度地降低残余应力,可以在产品实际打印之前预测并减少零件的打印变形,节约生产成本,缩短研制周期。通过研究,增材制造团队已完成热处理试样、超声检测试样打印,并取得良好效果。某型号中采用增材制造技术的零件有50余项,涉及激光选区熔化成形、激光熔融沉积成形、电子束成形3种工艺方法,涵盖铝合金、钛合金、高温合金3种新材料。将模拟仿真技术应用在某新型号部分增材零件生产中,有效地提高了零件质量和生产效率。
  持续创新 做好储备
在钛合金主承力结构件制造过程中,因各种原因导致局部超差,或在服役使用中经常出现裂纹、腐蚀、磨损等损伤,其补救措施往往需要较大的经济成本或较长的修理周期。这些重要结构件价值少则数十万元,多则上百万元,严重者只能报废,一旦报废只能重新加工,除经济损失很大外,还对型号的生产和科研进度造成严重影响。因此,对钛合金结构件的高效率、高质量修复是亟待解决的关键问题。
  团队成员通力合作,共同开发一台激光修复装备。大家各司其职,对设备进行硬件改造,设计并制造局部惰性气体便携式保护装置、专用夹具等。同时,进行软件开发,以激光增材制造技术为基础,通过工艺参数优化、动态扫描路径分析等优化修复工艺。经过数次试验后,分别对公司3件框梁件、1件钛合金方接头零件采用激光沉积修复方法进行了修复,经过拉伸、冲击和疲劳性能测试结果表明,修复件的抗拉强度、疲劳性能均达到基材的90%以上。目前,团队开发的设备运行状态良好,通过了2000小时试运行的验证,配套开发的工艺也满足公司大型结构件的修复需求,为公司高质量、高精度、短周期和低成本修复零件提供了必要的基础。
  为有效提高3D打印零件质量,增材制造团队成员积极申报并参与开展课题研究,不断探索先进技术,2021年,共申报并参与5项增材制造专业课题,其中有3项国家级重大项目。
  增材制造团队成员在今后的工作中,将通过不断创新,从技术层面提升产品质量,确保型号生产与科研任务顺利进行,助力公司发展。