7月19日，中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所所屬二級所先進制造所激光與智能能量場制造工程團隊承擔的中科院儀器裝備研制項目“航空發(fā)動機渦輪葉片復雜異型孔加工系統(tǒng)”技術(shù)驗收會議在寧波材料所舉行。來自中科院上海光學精密機械研究所、中科院上海硅酸鹽研究所和寧波海天精工的專家以及團隊10多名科研人員參加了現(xiàn)場技術(shù)測試。
　　專家組聽取了項目負責人張文武的項目工作報告，現(xiàn)場審議了技術(shù)測試大綱，并按照測試大綱逐項測試技術(shù)驗收指標，現(xiàn)場進行五軸聯(lián)動坐標轉(zhuǎn)換、自動對焦與補償、法向自動檢測與傾角控制、多工位異型孔CAD驅(qū)動智能化加工等功能演示，并對平板零件和葉片試件進行現(xiàn)場打孔，充分考察了裝備的運動能力、工藝能力及內(nèi)核控制系統(tǒng)智能化水平。根據(jù)實施方案中的指標要求和實測結(jié)果，專家組認為所研制的“航空發(fā)動機渦輪葉片復雜異型孔激光加工系統(tǒng)”技術(shù)指標均達到或優(yōu)于實施方案規(guī)定，圓滿完成了研制任務，意義重大，同意通過技術(shù)驗收。
　　航空發(fā)動機對國家安全和國民經(jīng)濟意義重大，航空發(fā)動機的一大性能指標是渦輪前工作溫度，其提升取決于高溫材料、熱障涂層和氣膜冷卻技術(shù)的全面進步，其中先進氣膜冷卻技術(shù)對溫度提升量的貢獻約占2/3。上世紀80年代中期，美國率先使用了復雜異型孔氣膜冷卻技術(shù)，渦輪葉片等熱端部件的等效冷卻效率從0.3提高到了0.5以上，并在繼續(xù)進步中。我國則由于自主加工母機的空缺和加工工藝的落后，長期未能突破復雜異型孔加工技術(shù)，先進冷卻結(jié)構(gòu)設計無法驗證，葉片冷卻效率迄今與西方國家存在較大代差。冷卻技術(shù)滯后，會間接導致發(fā)動機可靠性和總體性能的落后。因此，我國亟需突破復雜異型孔加工的自主工業(yè)母機和相關(guān)工藝技術(shù)。
　　航空發(fā)動機葉片外形扭曲、內(nèi)腔復雜，要利用激光在葉片上加工出高精度復雜異型孔，存在五軸坐標聯(lián)動轉(zhuǎn)換、自動對焦與補償、法向自動檢測與傾角控制、CAD驅(qū)動多工位自動化加工等眾多技術(shù)難點。
　　針對上述挑戰(zhàn)，激光與智能能量場制造工程團隊經(jīng)過六年多持續(xù)攻關(guān)，在國內(nèi)率先打通了復雜異型孔技術(shù)應用的“仿真-設計-裝備-工藝”創(chuàng)新鏈，并得到中科院裝備項目支持，成功研制出“航空發(fā)動機渦輪葉片復雜異形孔加工系統(tǒng)”及全套加工工藝，經(jīng)專家組的鑒定，相關(guān)技術(shù)指標均達到或優(yōu)于實施方案規(guī)定。該項目得到了寧波大艾激光科技有限公司的大力協(xié)助，依托該公司，此項技術(shù)已經(jīng)全面進入產(chǎn)業(yè)化階段。
　　“航空發(fā)動機渦輪葉片復雜異型孔激光加工系統(tǒng)”為航空發(fā)動機及燃氣輪機渦輪葉片、燃燒室、火焰筒等熱端部件的復雜異型孔精密低損傷加工提供了國產(chǎn)母機和成套工藝方法，并可以擴展應用到三維曲面微細加工，可對金剛石、石英、陶瓷、金屬、復合材料、樹脂等眾多難加工材料進行精密三維加工。該成套技術(shù)的突破對推動我國航空發(fā)動機、燃氣輪機熱端部件的技術(shù)進步和微細加工能力的突破有重要意義。