主要產品/服務

1）?產品名稱：航空發動機CMC渦輪部件飛秒激光修理裝備

主要用途：陶瓷基復合材料(CMC)的精細加工，如CMC渦輪部件曲面刻槽。

服務時間：2021年

2）?航空發動機葉片陶瓷型芯皮秒激光修理裝備

主要用途：航空發動機葉片陶瓷型芯等變形、復雜構件的激光精細修理。

服務時間：2021年

榮獲國際、國家級獎項情況

國家級獎項

難加工材料的激光精密加工技術與應用,陜西省技術發明一等獎, 省部一等獎, 2021

創新發展能力

面向航空發動機制造中的關鍵部件修理需求，西安交通大學機械工程學院機器人與智能系統研究所梅雪松教授團隊聯合中科院西安光學精密機械研究所、西安中科光電精密工程有限公司、江蘇晨光數控機床有限公司、西安電子科技大學北京航空材料研究院、中航商用航發動機有限責任公司等多家科研院所對“航空航天復雜構件表面的激光精細制造工藝與裝備”國家重點研發計劃(2016YFB1102500)進行聯合攻關，先后解決了典型材料表面的激光精細加工方法、光機電協同控制、光路柔性傳輸、三維幾何特征在線檢測、加工過程在線監測、裝備誤差補償與精度提升等關鍵技術難題，成功研發了航空發動機CMC渦輪部件飛秒激光修理、航空發動機葉片陶瓷型芯皮秒激光修理等超快激光加工裝備。研發過程中先后發表論文12篇（SCI論文8篇，EI論文4篇），授權發明專利12項，發布企業標準5項，申請軟件著作權5項，部分成果如圖2所示。

圖2 SCI論文、專利和企業標準等成果

創新成果

航天器天線固面反射器、雷達部件頻率選擇器、石英半球諧振陀螺靜電激勵罩、航空發動機陶瓷型芯、機匣等構件表面精細制造質量，決定著新型航天器、航空發動機等重大裝備性能，關系到數據中繼星性能、飛行器深空探測、雷達隱身/反隱身以及飛機等國家重大工程的成敗。我國表面精細制造技術落后于歐美，表面精細制造裝備及相關技術尚未完全掌握。為了攻克超快激光用于航空航天復雜構件表面結構精細制造面臨的難題，本團隊圍繞五軸超快激光裝備開發過程中的精細制造工藝、光束柔性傳輸與精準定位、三維幾何特征在線檢測、光機電協同控制、誤差補償與精度提升等共性關鍵技術難題進行技術攻關，先后成功開發了航空發動機CMC渦輪部件飛秒激光修理裝備和航空發動機葉片陶瓷型芯皮秒激光修理裝備。所開發的CMC渦輪部件飛秒激光修理裝備具有“5+3”軸運動控制功能，可實現5軸定位和3軸振鏡高速表面激光刻蝕，刻蝕的表面槽寬尺寸誤差小于5μm；所開發的陶瓷型芯皮秒激光修理裝備具有“5+2”軸聯動和視覺測量引導加工一體化功能，實現了以陶瓷型芯為代表的復雜、無基準、變形構件的全自動化、智能化在線修理，且修理尺寸誤差小于5μm，該裝備具備完全自主知識產權，填補同類設備國內空白，打破國外壟斷，處于國內領先、國際先進水平，對提高陶瓷型芯修理質量和效率，保障航空發動機葉片規?；a，具有重要意義。圖3展示了CMC渦輪部件飛秒激光修理裝備及CMC部件的激光刻蝕，圖4展示了陶瓷型芯皮秒激光修理裝備及兩型陶瓷型芯的修理效果。

圖3?航空發動機CMC渦輪部件飛秒激光修理裝備

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圖4 航空發動機葉片陶瓷型芯皮秒激光修理裝備

科技創新成果轉化及行業貢獻

項目中所開發的航空發動機葉片陶瓷型芯激光修理技術，已應用于推重比十五高壓渦輪導向葉片的研制過程中，解決了單晶葉片在先進航空發動機上工程應用面臨的技術問題，為構建我國推重比 10 及以上發動機研制所需的單晶葉片材料、制造技術提供了基礎性研究支撐，對我國國防安全起到了基礎技術支撐作用。所研發的三維幾何特征在線檢測技術已應用于視覺智能機器人產品開發，為中國航發動力股份有限公司、中信重工、北斗天地等多家客戶提供了視覺檢測系統解決方案，并獲得風潤智能裝備股份有限公司和鹽貢興路產業投資基金千萬級融資。