南极熊导读:可能你会知道,售价近亿元一台的先进冷冻电镜,里面的核心能量源是聚焦电子束。如果我们不是拿来透射生物样品,而是用来轰击金属丝材料,那则可以用来实现超过锻造水平的金属增材制造。
2025年3月25日,由广东省航空航天学会与上海市航空学会主办,广东省商业航天产业促进会与深圳市航空航天产业协会联合主办的2025商业航天大会暨展览会在深圳隆重开幕,共绘航天新蓝图,开启产业新征程。
赛飞在大会上展示了引进的电子束液相锻造技术,这一技术源自乌克兰国家科学院巴顿焊接研究所,制造产品具有超低应力、100%致密度、高等轴晶占比及疲劳性能优异等特性,已在欧美航空航天企业如SpaceX、空客等成功应用,为国内航天产业带来了新的可能性。南极熊对青岛赛飞装备有限公司的负责人进行了专访,深入了解了这一技术的独特之处及其在航空航天领域的应用前景。
电子束液相锻造:航天制造的新突破
电子束技术并不新鲜,已广泛应用于焊接和熔炼领域,但赛飞所引进的电子束液相锻造技术原理有异于上述电子束技术原理。这项技术并非通过热阴极电子束枪加热原材料,而是通过冷阴极电子束枪射出高速电子轰击金属丝材,利用电子的动能将原材料塑造成型。这一过程大幅减少了冶金缺陷,能够实现100%的材料致密度,并使等轴晶占比超过90%,大幅提升了材料的力学性能。 该技术相较于传统锻造方式,具有以下独特优势: (1)高致密度、强韧性:成品密度达到100%,疲劳性能优越,冲击韧性极高。 (2)低损耗、高效率:材料损耗仅10%,远低于传统锻造工艺的90%切削损耗。 (3)精细结构制造:适用于高复杂度结构件,如航空发动机部件、航天级压力容器等。 (4)航天级应用认证:通过欧洲实验室检测,符合甚至超越国际航天标准。
技术应用:从航天火箭到航空结构件
青岛赛飞装备负责人介绍,电子束液相锻造技术在全球航天制造领域已取得重要突破,国内的引进无疑将进一步推动国产航天制造升级。目前,这项技术已被广泛应用于航空航天高端制造,其中包括: (1)SpaceX火箭发动机核心部件:乌克兰科学院巴顿焊接研究所利用该设备已向SpaceX交付12个关键组件,包括推进系统C103钨合金部件。 (2)空客航空结构件:空客已采用该技术生产球形黑匣子外壳、承力结构部件等。 (3)高压储气罐制造:生产航天卫星电推进燃料气体存储装置,主管直径420mm,壁厚仅2mm,轻量化优势明显。 (4)航发核心零部件:某知名美国航空发动机制造商采购了多台设备,进行发动机核心零部件生产。 电子束液相锻造技术不仅适用于航天制造,还可拓展至航空、能源、医疗、军工等高端制造领域。当前,该技术的钛合金制造效率可达到每小时6公斤,也能够沉积高温合金、难熔合金,甚至钨合金等材料。未来,该技术可能被用于大型航空结构件制造、高强度军工装备零件等领域。
从国外到国内:赛飞装备的战略布局
电子束液相锻造技术在国外已经有了成熟的应用,青岛赛飞装备有限公司成为巴顿所在中国推广该技术的唯一合作伙伴,双方将以该技术为基础,逐步在电子束焊接、电子束熔炼、真空后处理、喷涂等技术领域在中国展开广泛合作与应用。公司负责人表示,他们希望通过这一系列技术,为国内航空航天企业提供核心部件的制造服务,推动国内航空航天制造业的发展。 在谈及设备成本时,负责人坦言:“这套电子束液相锻造设备造价不菲,但与传统大型锻造设备相比,其成本及制造周期仍然具有很大优势。”传统锻造设备价格动辄上亿元,且材料浪费严重,而电子束液相锻造技术的材料利用率更高,成本更可控,因此在未来具有极大的市场潜力。
南极熊评论
青岛赛飞装备的电子束液相锻造技术为航空航天制造领域带来了新的突破。这一技术不仅提高了产品的致密度和晶体结构的均匀性,还显著提升了材料的冲击韧性和疲劳性能。随着技术的进一步推广和应用,电子束液相锻造技术有望成为航空航天制造的新标准,引领制造业向更高端、更精密的方向发展。青岛赛飞装备有限公司作为该技术在中国唯一的授权应用企业,其在推动国内航空航天制造业发展中的作用不可小觑。
在未来,随着更多企业加入这一技术生态,电子束液相锻造或将成为航天制造的新标准。南极熊也期待能够看到更多采用电子束液相锻造技术制造的航空航天产品,为人类的太空探索和航空旅行带来更多可能。
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