总决赛创业组项目路演复盘 | 蔡晋:把超声喷丸技术做到世界第一

2018-11-13

“自主构建表面完整性知识体系,把超声喷丸的工业化应用做到世界第一。”

上海蜂云航空科技有限公司技术总监蔡晋先生进行项目路演。

10月12日 北京第三届中国航空创新创业大赛全国总决赛在全国双创周北京会场成功举办。

本届中国航空创新创业大赛由中国科学技术协会指导,由中国航空学会、商务部投资促进事务局、航空企业科协技术创新联盟、中国科协军民融合学会联合体联合主办,北京航空航天学会、国翊创新科技(北京)有限公司承办,旨在汇聚国内最具潜力的航空产业项目、挖掘顶尖创新创业人才、发现重大突破性技术、创业明星企业。

本届大赛历时半年,经历项目征集、路演选拔等环节,最终,20个进入决赛的项目齐聚中关村国家自主创新示范区会议中心,进行公开路演竞技,分别决出创新组、创业组一二三等奖。

  创业项目 | 超声喷丸系统

  参赛团队 | 上海蜂云航空科技有限公司

  路演嘉宾 | 蔡晋


自主构建表面完整性知识体系,把超声喷丸的工业化应用做到世界第一。

——蔡晋


  项目路演实录  

上海蜂云航空科技有限公司成立于2017年6月,初创阶段主要面向航空发动机、燃气轮机关键零件表面强化工艺研发服务。2018年入选上海科技型中小企业,团队核心成员均具有航空宇航科学技术等相关研究背景。2016年我主持研制的某两型板金零件,已经批产列装国产太行航空发动机,以及另外一款某型航空发动机;我们有把零件做到列装上天的能力。

零部件失效80%是疲劳引起的,裂纹萌生、扩展、断裂失效三个阶段;对于航空发动机一些转子零件,裂纹萌生后,裂纹扩展速度较快,甚至有“瞬断”现象。喷丸是抑制裂纹萌生的有效工艺手段。传统喷丸难以满足航空发动机里面一些高附加值零件的需求,如风扇、叶片,叶盘、高端齿轮等技术要求。

超声喷丸是低成本、绿色、表层机械式纳米化工艺;高周疲劳性能、表面粗糙度均优于传统喷丸一个数量级以上世界主流航空装备制造商引入超声喷丸强化工艺,对中国技术封锁。

超声喷丸的前道工序电化学加工高速铣削高速磨削,后道工序可能是振动光饰、涂层等。超声喷丸强化是从“控形”到“控性”制造的关键工艺手段,我司自主研制设备,自主完成工艺包研发,自主构建知识体系。具体流程是研制专用设备,数值仿真,零件材料实验,零件工艺包验证。

我们看一下竞争对手,大家可能知道西方的好多公司之间是一个小的朋友圈,他们之间是竞争合作的模式,包括德国MTU,英国RR公司,法国斯奈克玛公司,以及法国斯奈克玛与美国GE合作的CFM公司。其中CFM56-7的工艺文件明确给出超声喷丸工艺要求,就是大家手上拿的资料的叶盘件。CFM公司提供的leap发动机,也是我们商飞C919首飞的动力系统。

上海蜂云航空科技有限公司技术总监蔡晋先生进行项目路演。

德国MTU把超声喷丸列为他们引以为傲的十大制造工艺。MTU 认为超声喷丸:明确的可重复残余应力控制,较好的粗糙、适合薄壁件、减少边缘卷曲。这些优势都是满足和适合压气机叶片的工艺特性。

从市场容量上看,超声喷丸的市场主要是航空工业、能源工业、重型装备。简单的说就是能转的零件。从市场前景上看,2017年军民融合上升为国家战略。从商业价值上看,航发的标杆企业,英国RR公司,7个国家研究中心AXRC,认为表面工艺占零件价值的20%---25%。

我司的商业模式是技术服务,按零件数量收取技术服务费。航发及燃机的产品生命周期比较长,普遍都在10年以上。目前已完成某型前轴颈强化的工艺包研发,现在在工艺评审,常规试车阶段。

上海蜂云航空科技有限公司技术总监蔡晋先生进行项目路演。

正在进展的工艺研发项目有两个方向:粉末冶金盘和压气机叶片。

最后我们希望把超声喷丸做到世界第一。这次项目讲超声喷丸技术,后面可能会有一两项发动机工艺技术,目标也是做到世界第一。

  参赛团队及项目简介  

上海蜂云航空科技有限公司,简称“蜂云航空”,2018入选上海科技型中小企业,全部员工均为相关专业硕士、博士。蜂云航空聚焦航空发动机、燃气轮机为代表的高附加值零部件关键工艺技术研发。具有核心设备自主研制,自主完成数值分析、工艺仿真、工艺验证等全流程工艺包研发,自主建立表面完整性知识体系,是一家从事高端制造、先进工艺技术孵化、表面强化工艺研发及工艺解决方案的技术服务公司

超声喷丸强化是德国MTU、斯奈克玛(Snecma)、罗罗(Rolls-Royce)公司等西方航空发动机标杆企业的核心工艺技术。相对传统喷丸强化,超声喷丸强化能使金属表面得到更完整的晶粒细化层,提高零件高周疲劳寿命5—10倍;实现更精确的残余压应力控制;得到较好的粗糙度表面;适合叶片等薄壁结构。蜂云航空从金属疲劳机理到工艺表面完整性研究,实现超声喷丸强化系统自主正向研发,自主掌握核心技术。

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