高性能大型复杂钛合金结构件激光直接快速成形技术

 钛合金具有密度低、比强度高、屈强比高、耐蚀性及高温力学性能优异等突出特点，在先进飞机、高推重比航空发动机、飞船、卫星、运载火箭、船舶等先进国防装备中被广泛用作对国防装备性能具有决定性影响的关键结构件，钛合金用量的高低已成为衡量飞机、发动机等许多先进国防装备先进性的重要标志之一。同时，为最大程度减轻航空航天国防装备结构重量，飞机、发动机、飞船、卫星等先进国防装备中大量采用大型复杂整体钛合金结构件，例如，F—22等四代机先进战机机身结构大量采用整体大型钛合金锻件，如F－22中机身四个整体承力隔框锻件最大投影面积达到5.53 m2，锻件毛坯重量重达1 897～2 976 kg，机械加工后最终零件重量仅仅83.7～143.8 kg，材料利用率仅仅2.92%～4.90%，单件零件机械切削加工时间长达6个月以上。

   采用传统锻造－机械加工方法制造这些大型复杂整体钛合金结构件，不仅强烈依赖于我国匮乏或尚不具备的大型与超大型工业基础设施(如：4～10万吨级水压机、100吨米以上的超大自由锻造设备等)及其配套设施与技术水平、需要制造成本很高且准备周期很长的大型或超大型锻造模具加工制造，而且零件机械切削加工量很大、材料利用率很低，需要昂贵的大型或超大型数控机械加工设备，制造成本很高，生产制造周期很长，严重影响国防装备的研制与规模化生产。事实上，大型复杂钛合金关键结构件成形制造技术，是严重制约我国航空、航天等国防装备研制和生产的瓶颈性   技术。