西安天瑞達光電技術股份有限公司
Xi'an Tyrida Optical Electric Technology Co., Ltd

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天瑞達牽頭承擔的國家《重點研發計劃》項目通過科技部驗收

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發表時間:2022-04-08 16:26

2022年3月25日,國家科技部召開項目績效評價視頻會議(即“項目驗收會議”),天瑞達牽頭承擔的國家《重點研發計劃》項目“激光強化技術在航空航天和軌道交通領域的工業示范應用” (項目編號:2016YFB1102600),進行了最終評審驗收。

評審專家組由科技部重點專項專家委員會專家、項目責任專家、財務專家共10人組成,林學春教授擔任專家組組長。專家組通過審閱資料、聽取匯報、觀看視頻和質詢,對項目進行審核評議,項目負責人何衛鋒教授匯報項目總體情況,并與各課題相關人員一起接受專家質詢與問題答辯。經專家組討論決定,項目通過評審驗收,并對項目取得的成果給予高度評價,特別建議參與單位要大力推進激光強化技術在國內外市場的工業化應用,為社會發展做出更大貢獻。

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該項目于2016年立項,天瑞達作為項目課題二“高性能激光沖擊強化成套設備研發”牽頭單位,在項目激光強化“技術基礎、設備研發、工藝優化、示范應用” 四位一體研究體系中,負責研發高性能、高可靠性激光沖擊強化成套設備,為項目產業化示范應用提供關鍵設備基礎,實現規?;I示范應用。

激光沖擊強化技術(Laser Shock Peening,簡稱LSP),又稱激光噴丸,是通過控制激光束在金屬表面產生等離子體爆炸,利用高壓沖擊波來產生高應變率塑性變形,使表層材料微觀組織發生晶粒細化、位錯密度增加等變化,并在較深厚度上產生殘余壓應力、提高硬度,從而顯著提高金屬材料抗疲勞、耐磨損和防應力腐蝕等性能的一種機械表面增強技術。

LSP技術是當今世界最先進的金屬材料表面改性技術,被評為全美100項最重要的先進技術之一,是美軍解決航空裝備疲勞問題的關鍵技術之一。據報道,2022年美國東部艦隊戰備中心(FRCE)首次完成一架F-35B戰機的LSP處理,并通過檢查、分析、演示和測試確認飛機符合系統級要求,經驗證該款飛機結構件在LSP強化后的疲勞壽命是原先設計壽命的2.5,隨后美國海軍批準采用LSP工藝進行F-35戰斗機延壽維護。


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天瑞達擁有LSP設備與工藝的完全自主知識產權,是全球已實現LSP規?;瘧玫乃募移髽I之一其余三家為美國公司,分別是LSPT、CWST、GE)。由于LSP技術集成光學、自動控制、機械工程、材料工程等多種學科,技術交叉性強,創新難度高,天瑞達依靠多年的技術積累和聚力攻關,突破了高效、高質量、原位強化等關鍵技術瓶頸,研制出大能量(焦耳級)、小能量(毫焦級)和移動式等系列LSP成套設備,迭代出成熟的LSP加工工藝技術與質量控制方法,并在國內外均實現了工業化應用。

在設備研制方面,自主研制了大能量、小能量、移動式三種類型共計12套LSP設備,其中包含,國內出售設備3套、出口設備1套、出租設備1套、擴產設備7套,用戶涵蓋研究所、高校、飛機修理廠、企業。


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大能量LSP設備的強化加工方式是“構件移動+光束固定”,適用于小型、方便拆卸零部件。目前已為國內4家用戶提供該類設備,并成功出口發達國家,技術指標和強化效果通過用戶驗收,受到國內外客戶的高度認可。2021年3月18日,央視國防軍事頻道播出《探秘戰鷹“心臟”重生》節目,詳細報道了用戶利用天瑞達大能量LSP設備對航空發動機“修舊勝新”的創新實踐。

小能量LSP設備(激光噴丸設備)具有成本低、便攜、強化效果好、加工效率高等優點,適用于狹小空間、薄壁結構等零部件的強化加工,具備替代傳統噴丸潛力,具有廣泛的市場應用前景。該設備目前已用于俄羅斯聯合航空發動機集團(UEC)、俄羅斯中央航發研究院(CIAM)鈦合金葉片強化加工。

移動式LSP設備的加工方式是“光束移動+構件固定”,適用于大型、不便移動零部件。天瑞達成功研制了國內首套移動式LSP設備(型號MA-Y2505),設備性能指標通過專家組的考核,并給予了高度評價。


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在工業示范應用方面,天瑞達針對各行業所需求的多種材料,對不同關鍵部位在不同工藝參數下進行LSP加工試驗驗證,展開了各式各樣的分析和工藝研究,所研發的工藝不僅滿足了行業需求,更能夠確保不同材料進行LSP加工的質量和效果,并達到規?;I應用水平。

在國內,已在航空、航天、軌道交通、能源動力、石油化工、核工業、工程設備等多個領域,實現航發葉片、航發機匣、航發離子火焰探測器、航發壓力傳感器、航發二級壓氣機葉片、飛機翼身連接耳片、飛機雨刷板簧、燃氣輪機葉片、風機葉片、壓裂泵頭體、攪拌摩擦焊頭等幾十余種金屬構件的LSP工業應用,有效提高了構件的疲勞壽命、抗外物損傷(FOD)能力、抗微動磨損能力、抗應力腐蝕能力。

在國外,與美國通用電氣(GE)、美國普惠(Pratt Whitney)、英國羅羅(Rolls-Royce)、俄羅斯聯合航空發動機集團(UEC)和中央航發研究院(CIAM)等國際頂級企業開展LSP技術合作,其中,已獲得美國通用電氣公司(GE)4型地面燃氣輪機葉片(9F、7F系列)LSP加工服務認證,累計加工數量超過6500片,合格率100%,成為美國通用電氣公司(GE)重型燃氣輪機葉片(9F、7F兩大系列產品)全球唯一LSP加工服務合格供應商。


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以國家《重點研發計劃》為牽引,天瑞達團隊打造了一支具有國際水平的LSP專業研發團隊,建立了完善的研發體系,研制出高性能LSP設備,形成了“低能量注入,高品質強化效果”的全球獨家技術優勢。在第七屆全球激光沖擊強化大會及其現象會議上,天瑞達LSP設備在新加坡ARTC中心向全球公開展示,引起國內外廣泛關注,打破美國在全球的獨家壟斷。同時,經美國通用電氣(GE)和英國羅羅(Rolls-Royce)的技術測試和質量體系審查,天瑞達的工藝技術與質量控制處于世界領先水平。

歷經十余年發展,天瑞達引領了中國LSP行業,改變了國際LSP產業格局,成長為全球領先的激光沖擊強化設備及加工服務提供商。