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真空 ›› 2019, Vol. 56 ›› Issue (6): 64-67.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2019.06.12

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SLM金属3D打印技术在主泵样机试验中的应用研究*

赵腾蛟1, 金楠1, 林斌1, 王志国2   

  1. 1.沈阳鼓风机集团股份有限公司,辽宁 沈阳 110869;
    2.中国科学院沈阳自动化研究所,辽宁 沈阳 110016
  • 收稿日期:2019-07-20 出版日期:2019-11-25 发布日期:2019-12-03
  • 作者简介:赵腾蛟(1988-),男,辽宁省沈阳市人,硕士,工程师。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51805526); 国家重点研发专项(2018YFB1105802)

Application Research of SLM Metal 3D Printing Technology in Main Pump Prototype Test

ZHAO Teng-jiao1, JIN Nan1, LIN Bin1, WANG Zhi-guo2   

  1. 1.Shenyang Blower Works Group Corporation, Shenyang 110869, China;
    2.Shenyang Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016, China
  • Received:2019-07-20 Online:2019-11-25 Published:2019-12-03

摘要: 金属3D打印工艺具有材料利用率高,易成型复杂结构,柔性定制化生产等优点,适合于模型级试验叶轮、导叶、诱导轮及其它金属功能件的快速制造。其中,选区激光熔化成型技术(SLM)作为主流的金属3D打印技术,可以获得冶金结合、组织致密、高尺寸精度和良好力学性能的零件。采用SLM技术,进行了某项目主泵缩尺试验样机叶轮和导叶的直接成型,材料为17-4PH不锈钢。其中叶轮与组装轴一体化打印,节省了组装成本,对打印模型优化、加工参数和过程监控等工艺问题进行研究,保证了一体化轴叶轮部件和大直径导叶的成功打印,并对打印后的零件进行了热处理和精加工,最后进行了主泵样机气液两相性能试验。试验结果表明,SLM金属3D打印技术制造的转、定子部件成功应用于主泵样机试验中,明显缩短样机加工周期,加工精度、表面质量和力学性能等指标均满足试验要求。

关键词: 金属3D打印, 17-4PH, 一体化打印, 应用研究

Abstract: The metal 3D printing process has the advantages of high material utilization rate, easy to form complex structure and flexible customized production, etc. It is suitable for rapid manufacture of model-level test impellers, guide vanes, inducers and other small metal functional parts. Among them, the selective laser melting forming technology(SLM), as the main metal 3D printing technology, can obtain metallurgical bonding, tissue compactness, high dimensional accuracy and good mechanical properties. The SLM technology was used to directly form the impeller and vane of the main pump test prototype for a project. The material is 17-4PH stainless steel. The integrated printing of the impeller and the assembled shaft saves the assembly cost. The studies on printing model optimization, processing parameters and process monitoring ensure the successful printing of the tall integrated shaft impeller and guide vane with large diameter. The printing parts were heat treated and finish machining, and finally the gas-liquid two-phase performance test of the main pump prototype was carried out. The test results show that the rotating and stator components manufactured by SLM metal 3D printing technology is successfully applied in the prototype test of the main pump, which significantly shortens the processing cycle of the prototype, and the machining accuracy, surface quality and mechanical properties all meet the test requirements.

Key words: metal 3D printing, 17-4PH, integrated printing, application research

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  • TH162
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