难熔金属推进器应用组件的一体化、近净尺寸制备

钨等难熔金属,可以抵抗高温压力而保持其强度和形状,是火箭、高超音速和喷气推进应用的理想选择。升华三维PEP技术在弥补其他工艺制造难熔金属的不足方面具有优势,可帮助解决难熔金属快速开发及复杂结构制造等难题,提供适用于极端温度应用的高质量增材制造解决方案。

模型评估

该产品作为航天推进应用中的测试组件,采用升华三维UPRISE 3D软件对其模型进行结构优化,使得更适合3D打印方式制备成型,以实现一体化打印。

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▲推进器组件模型(来源:升华三维)

应用材料

此次采用的是基于PEP技术的蜡基体系钨合金颗粒喂料(UPGM-93WNiFe)作为前期认证材料,其钨粉粒径在2-3μm之间,粉体装载量为47vol.%。钨合金喂料具有高密度、高质量、低成本等优势,可用于高比重钨合金复杂结构件的开发制造。

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▲UPGM-93WNiFe 3D打印材料

3D打印

该组件采用工业型独立双喷嘴3D打印机UPS-556成型,打印具有一定密度和强度的生坯,其生坯密度可达8.86g/cm3。该组件打印时长约为6小时,而UPS-556(成型尺寸:500*500*600mm)可实现连续7天打印为制备大尺寸的应用场景产品提供支持。

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▲钨合金推进器组件打印参数

产品烧结

通过模型设计-打印生坯-脱脂烧结等工艺步骤后可获得金属产品的性能。采用PEP工艺烧结后的金属,由于粘结剂的去除和材料颗粒的生长,会发生等比例收缩,UPGM-93WNiFe的收缩比率约23%。因此在模型设计时就会将比例放大,该材料的生坯放大系数为1.30,从而确保了产品烧结后能达到近净尺寸。

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▲钨合金推进器组件

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客户采用钨合金来认证应用需求,以便为后续开发实际产品作支撑。如铌也是优秀的难熔金属,可以用作空间推进器等应用。PEP技术的“3D打印+粉末冶金”的工艺模式,能显著减少难熔金属产品的加工工序,且性能一致性好、良品率高,可为客户节省了大量应用开发投入及生产成本。采用PEP工艺来制备难熔金属产品具有广泛的应用前景和极高的商业价值。

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内容概要:本文介绍了一个基于冠豪猪优化算法(CPO)的无人机三维路径规划项目,利用Python实现了在复杂三维环境中为无人机规划安全、高效、低能耗飞行路径的完整解决方案。项目涵盖空间环境建模、无人机动力学约束、路径编码、多目标代价函数设计以及CPO算法的核心实现。通过体素网格建模、动态障碍物处理、路径平滑技术和多约束融合机制,系统能够在高维、密集障碍环境下快速搜索出满足飞行可行性、安全性与能效最优的路径,并支持在线重规划以适应动态环境变化。文中还提供了关键模块的代码示例,包括环境建模、路径评估和CPO优化流程。; 适合人群:具备一定Python编程基础和优化算法基础知识,从事无人机、智能机器人、路径规划或智能优化算法研究的相关科研人员与工程技术人员,尤其适合研究生及有一定工作经验的研发工程师。; 使用场景及目标:①应用于复杂三维环境下的无人机自主导航与避障;②研究智能优化算法(如CPO)在路径规划中的实际部署与性能优化;③实现多目标(路径最短、能耗最低、安全性最高)耦合条件下的工程化路径求解;④构建可扩展的智能无人系统决策框架。; 阅读建议:建议结合文中模型架构与代码示例进行实践运行,重点关注目标函数设计、CPO算法改进策略与约束处理机制,宜在仿真环境中测试不同场景以深入理解算法行为与系统鲁棒性。
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