目前，我國在制造一致性、加工效率、測量精度、測試方法和生產(chǎn)成本控制等方面與國外存在較大的差距，尚無法突破噴嘴全研制流程中從工作機理研究到關(guān)鍵件的確定性制造與精密檢測、再到局部或整體性能的精密測試與準確分析等各環(huán)節(jié)的瓶頸。
中國科學(xué)院工程熱物理研究所新技術(shù)實驗室擬發(fā)展的技術(shù)體系將噴嘴優(yōu)化設(shè)計、增材制造、后處理與檢測融為一體，開展基于增材制造技術(shù)的一體化輕量化拓撲優(yōu)化設(shè)計、激光選區(qū)熔化工藝設(shè)計與成形、增材制造后處理與檢測等技術(shù)研究，掌握基于增材制造的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法，建立高溫合金激光選區(qū)熔化工藝數(shù)據(jù)庫，完成激光選區(qū)熔化共性技術(shù)研究。
1．面向增材制造工藝的預(yù)旋流噴嘴優(yōu)化設(shè)計技術(shù)
在對噴嘴的性能、功能等要求的充分調(diào)研基礎(chǔ)上，新技術(shù)實驗室從工藝、效率、成本及服役環(huán)境等多角度出發(fā)，明確其受載狀態(tài)，對噴嘴殼體原有的5個部件進行整體設(shè)計，并對一體化后的零件做了多種拓撲優(yōu)化方案，選取滿足理論計算性能要求的3種優(yōu)化結(jié)果。
2．高性能金屬構(gòu)件激光選區(qū)熔化控形控性技術(shù)
開展航空發(fā)動機預(yù)旋流噴嘴激光選區(qū)熔化增材制造工藝設(shè)計，包含工藝路線規(guī)劃、工藝參數(shù)影響分析、工藝控形位姿設(shè)計、工藝支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計，并進行噴嘴零件的成形制造，驗證優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)的可加工性。
3．零件成形－工藝驗證
為驗證工藝支撐及燒結(jié)參數(shù)，新技術(shù)實驗室分別成形了渦輪盤、旋流器、小燃機噴嘴等零件，并通過總結(jié)成形過程中的工藝問題，對支撐及燒結(jié)參數(shù)進行不斷更改，形成了4種組合支撐結(jié)構(gòu)。
本項目為所內(nèi)其他設(shè)計部門提供了各種難加工件的優(yōu)化設(shè)計及制造服務(wù)，提升了研究所在制造和工藝方面的能力。
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