一种基于3d打印的发动机及其燃烧室结构制造技术

技术编号:46612663 阅读:1 留言:0更新日期:2025-10-14 21:10
本发明专利技术属于3d打印技术领域,尤其是一种基于3d打印的发动机及其燃烧室结构,针对现有的零件较多,重量太大,材料界面的应力集中,热疲劳寿命和冷却效率低的问题,现提出如下方案,其包括耐高温合金粉末和铜合金粉末,耐高温合金粉末的主要材料以重量计份,包括70份~90份的镍粉、7份~11份硅粉、1份的铬粉、0.7份的铝粉、0.8份的钴粉,创新性地采用耐高温合金粉末和铜合金粉末的梯度材料组合,实现了燃烧室不同区域对耐高温和高导热的差异化需求,开发了独特的微通道冷却结构设计,通过3d打印的方式,缩减发动机的零部件数量,对比传统铸造件热疲劳寿命提升5‑8倍,重量减轻40%~50%,冷却效率达0.85,传统结构仅0.4‑0.6。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及3d打印,尤其涉及一种基于3d打印的发动机及其燃烧室结构


技术介绍

1、申请号为202110325810.4的中国专利文件,公开了一种航空发动机,涉及航空发动机领域,用以改善航空发动机的结构,提高高压转子、低压转子和中压转子的同轴度。航空发动机包括第一轴承、第二轴承、高压转子、中压转子以及低压转子。高压转子布置于第一轴承和第二轴承之间,高压转子的一端由第一轴承支撑,且高压转子的另一端由第二轴承支撑;中压转子的一端由第一轴承支撑,且中压转子的另一端由第二轴承支撑;低压转子的一端由第一轴承支撑,且低压转子的另一端由第二轴承支撑。上述技术方案提供的航空发动机,其高压、低压和中压转子共同由第一轴承和第二轴承支撑,形成了双支点三转子航空发动机,减少了航空发动机的支撑部件的数量,减少了航空发动机的轴向尺寸。

2、但是该航空发动机也存在一些问题,例如,其壳体采用大量的零部件拼装而成,并非一体结构,重量太大,材料界面的应力集中,热疲劳寿命和冷却效率受到影响,影响发动机的长期使用。


技术实现思路b>

1本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于3d打印的发动机,其特征在于,所述发动机燃烧室3d打印所需的材料包括耐高温合金粉末和铜合金粉末,耐高温合金粉末的主要材料以重量计份,包括70份~90份的镍粉、7份~11份硅粉、1份的铬粉、0.7份的铝粉、0.8份的钴粉、0.5份的钼粉、0.3份的钨粉、0.3份的碳纤维前驱体、0.2份的钛粉、0.1份的铌粉和0.1份的钽粉,铜合金粉末为弥散强化铜;

2.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的发动机,其特征在于,所述梯度过渡区采用分形结构过渡层设计,相邻两层材料配比变化不超过5%,过渡区的厚度为燃烧室总高度的20%~30%,微通道冷却结构包含主冷却通道和次级分流通道,...

【技术特征摘要】

1.一种基于3d打印的发动机,其特征在于,所述发动机燃烧室3d打印所需的材料包括耐高温合金粉末和铜合金粉末,耐高温合金粉末的主要材料以重量计份,包括70份~90份的镍粉、7份~11份硅粉、1份的铬粉、0.7份的铝粉、0.8份的钴粉、0.5份的钼粉、0.3份的钨粉、0.3份的碳纤维前驱体、0.2份的钛粉、0.1份的铌粉和0.1份的钽粉,铜合金粉末为弥散强化铜;

2.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的发动机,其特征在于,所述梯度过渡区采用分形结构过渡层设计,相邻两层材料配比变化不超过5%,过渡区的厚度为燃烧室总高度的20%~30%,微通道冷却结构包含主冷却通道和次级分流通道,主冷却通道的宽度为0.5mm,沿燃烧室轴向螺旋角50°;次级分流通道宽度0.3mm,与主通道呈80°夹角;表面设有孔径50-100μm的微孔,孔隙率15%~25%。

3.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的发动机,其特征在于,所述耐高温合金粉末的打印参数:激光功率为260~320w,扫描速度为860~1100mm/s,层厚30μm;

4.根据权利要求3所述的一种基于3d打印的发动机,其特征在于,所述后处理工艺包括:

5.根据权利要求1所述的一种基于3d打印的发动机,其特征在于,所述多材料拓扑优化方法:

6.根据权利要求5所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员:邢安军曹辉
申请(专利权)人:蓝合智能科技研究院苏州有限公司
类型:发明
国别省市:

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