西安天瑞达光电技术股份有限公司
Xi'an Tyrida Optical Electric Technology Co., Ltd

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天瑞达牵头承担的国家《重点研发计划》项目通过科技部验收

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发表时间:2022-04-08 16:26

2022年3月25日,国家科技部召开项目绩效评价视频会议(即“项目验收会议”)天瑞达牵头承担的国家《重点研发计划》项目“激光强化技术在航空航天和轨道交通领域的工业示范应用” (项目编号:2016YFB1102600)进行了最终评审验收

评审专家组由科技部重点专项专家委员会专家、项目责任专家、财务专家共10人组成林学春教授担任专家组组长。专家组通过审阅资料、听取汇报、观看视频和质询,对项目进行审核评议项目负责人何卫锋教授汇报项目总体情况,并与各课题相关人员一起接受专家质询与问题答辩经专家组讨论决定,项目通过评审验收,并对项目取得的成果给予高度评价,特别建议参与单位要大力推进激光强化技术在国内外市场的工业化应用,为社会发展做出更大贡献。

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该项目于2016年立项,天瑞达作为项目课题二“高性能激光冲击强化成套设备研发”牵头单位,在项目激光强化“技术基础、设备研发、工艺优化、示范应用” 四位一体研究体系中,负责研发高性能、高可靠性激光冲击强化成套设备,为项目产业化示范应用提供关键设备基础,实现规模化工业示范应用。

激光冲击强化技术(Laser Shock Peening,简称LSP),又称激光喷丸,是通过控制激光束在金属表面产生等离子体爆炸,利用高压冲击波来产生高应变率塑性变形,使表层材料微观组织发生晶粒细化、位错密度增加等变化,并在较深厚度上产生残余压应力、提高硬度,从而显著提高金属材料抗疲劳、耐磨损和防应力腐蚀等性能的一种机械表面增强技术。

LSP技术是当今世界最先进的金属材料表面改性技术,被评为全美100项最重要的先进技术之一,是美军解决航空装备疲劳问题的关键技术之一据报道,2022年美国东部舰队战备中心(FRCE)首次完成一架F-35B战机的LSP处理,并通过检查、分析、演示和测试确认飞机符合系统级要求经验证该款飞机结构件在LSP强化后的疲劳寿命是原先设计寿命的2.5随后美国海军批准采用LSP工艺进行F-35战斗机延寿维护


4家LSP公司.png


天瑞达拥有LSP设备与工艺的完全自主知识产权,是全球已实现LSP规模化应用的四家企业之一其余三家为美国公司,分别是LSPT、CWST、GE)。由于LSP技术集成光学、自动控制、机械工程、材料工程等多种学科,技术交叉性强,创新难度高,天瑞达依靠多年的技术积累和聚力攻关,突破了高效、高质量、原位强化等关键技术瓶颈,研制出大能量(焦耳级)、小能量(毫焦级)和移动式等系列LSP成套设备,迭代出成熟的LSP加工工艺技术与质量控制方法,并在国内外均实现了工业化应用。

在设备研制方面,自主研制了大能量、小能量、移动式三种类型共计12套LSP设备,其中包含,国内出售设备3套、出口设备1套、出租设备1套、扩产设备7套,用户涵盖研究所、高校、飞机修理厂、企业。


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大能量LSP设备的强化加工方式是“构件移动+光束固定”,适用于小型、方便拆卸零部件。目前已为国内4家用户提供该类设备,并成功出口发达国家,技术指标和强化效果通过用户验收,受到国内外客户的高度认可。2021年3月18日,央视国防军事频道播出《探秘战鹰“心脏”重生》节目,详细报道了用户利用天瑞达大能量LSP设备对航空发动机“修旧胜新”的创新实践。

小能量LSP设备(激光喷丸设备)具有成本低、便携、强化效果好、加工效率高等优点,适用于狭小空间、薄壁结构等零部件的强化加工,具备替代传统喷丸潜力,具有广泛的市场应用前景。该设备目前已用于俄罗斯联合航空发动机集团(UEC)、俄罗斯中央航发研究院(CIAM)钛合金叶片强化加工。

移动式LSP设备的加工方式是“光束移动+构件固定”,适用于大型、不便移动零部件。天瑞达成功研制了国内首套移动式LSP设备(型号MA-Y2505),设备性能指标通过专家组的考核,并给予了高度评价。


加工实拍拼接.png


在工业示范应用方面,天瑞达针对各行业所需求的多种材料,对不同关键部位在不同工艺参数下进行LSP加工试验验证,展开了各式各样的分析和工艺研究,所研发的工艺不仅满足了行业需求,更能够确保不同材料进行LSP加工的质量和效果,并达到规模化工业应用水平。

在国内,已在航空、航天、轨道交通、能源动力、石油化工、核工业、工程设备等多个领域,实现航发叶片、航发机匣、航发离子火焰探测器、航发压力传感器、航发二级压气机叶片、飞机翼身连接耳片、飞机雨刷板簧、燃气轮机叶片、风机叶片、压裂泵头体、搅拌摩擦焊头等几十余种金属构件的LSP工业应用,有效提高了构件的疲劳寿命、抗外物损伤(FOD)能力、抗微动磨损能力、抗应力腐蚀能力。

在国外,与美国通用电气(GE)、美国普惠(Pratt Whitney)、英国罗罗(Rolls-Royce)、俄罗斯联合航空发动机集团(UEC)和中央航发研究院(CIAM)等国际顶级企业开展LSP技术合作,其中,已获得美国通用电气公司(GE)4型地面燃气轮机叶片(9F、7F系列)LSP加工服务认证,累计加工数量超过6500片,合格率100%,成为美国通用电气公司(GE)重型燃气轮机叶片(9F、7F两大系列产品)全球唯一LSP加工服务合格供应商。


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以国家《重点研发计划》为牵引,天瑞达团队打造了一支具有国际水平的LSP专业研发团队,建立了完善的研发体系,研制出高性能LSP设备,形成了“低能量注入,高品质强化效果”的全球独家技术优势。在第七届全球激光冲击强化大会及其现象会议上,天瑞达LSP设备在新加坡ARTC中心向全球公开展示,引起国内外广泛关注,打破美国在全球的独家垄断。同时,经美国通用电气(GE)和英国罗罗(Rolls-Royce)的技术测试和质量体系审查,天瑞达的工艺技术与质量控制处于世界领先水平。

历经十余年发展,天瑞达引领了中国LSP行业,改变了国际LSP产业格局,成长为全球领先的激光冲击强化设备及加工服务提供商。