unit

2019 「 增材制造全球创新应用大赛」 “航空航天 ”竞赛单元

(1) 发布命题方

中国航发增材制造技术创新中心

(2) 概述

「2019增材制造全球创新应用大赛」之“航空航天”组,由中国航发增材制造技术创新中心发出命题,旨在挖掘3D打印在航空航天领域的创新及应用,以增材思维与制造贯穿下的设计、材料和工艺等层面的全方位整合,提升航空用零部件的性能和质量,并在过程中强化质量管理体系的作用。

作为工业界皇冠上的璀璨明珠,航空航天制造领域集成了国家所有的高精尖技术,是国家战略计划得以实施,政治形势得以展现的后援保障领域。而金属3D技术作为一项全新的制造技术,其在航空航天领域的应用优势突出,服务效益明显。主要体现在一下几个方面:1、缩短新型航空航天装备的研发周期——金属3D打印技术让高性能金属零部件,尤其是高性能大结构件的制造流程大为缩短。无需研发零件制造过程中使用的模具,这将极大的缩短产品研发制造周期;2、降低研制阶段的成本,对工件的繁杂程度不敏感,不需要模具、刀夹具就能直接成形,降低制造周期;3、优化零件结构,减轻重量,减少应力集中,增加使用寿命——3D技术的应用可以优化复杂零部件的结构,在保证性能的前提下,将复杂结构经变换重新设计成简单结构,从而起到减轻重量的效果。而且通过优化零件结构,能使零件的应力呈现出最合理化的分布,减少疲劳裂纹产生的危险,从而增加使用寿命。通过合理复杂的内流道结构实现温度的控制,使设计与材料的使用达到最优化,或者通过材料的复合实现零件不同部位的任意自由成型,以满足使用标准;4、与传统制造技术如铸造、锻造、焊接等相结合,互通互补,发挥各自的优势,完成零件的制造,更有利于制造复合材料和梯度功能材料等。航空航天作为3D打印技术的首要应用领域,其技术优势明显,但是这绝不是意味着金属3D打印是无所不能的,在实际生产中,其技术应用还有很多亟待决绝的问题。

(3) 目标与意义

此次大赛即立足于航空零部件性能提升并保证零部件性能的稳定性,从参赛单位对增材制造的理解、结构优化设计、过程的质量控制等方面全面把握、综合考量,最终以尺寸精度、表面粗糙度、致密度为评价指标,甄选出优秀解决方案。

「2019增材制造全球创新应用大赛」之“航空航天”组竞赛单元将进一步推进3D打印增材制造技术融合信息化、数字化、个性化等特点发挥到航空航天领域的优势,通过自身的技术与综合能力的提升,满足真正的使用需求,并实现产品化,在更长远的发展中不断推动航空航天领域的技术创新与突破。

(4) 竞赛时间

竞赛报名开始时间:2019年6月10日

参赛作品提交截止日期:2019年9月30日

(5) 参赛对象

国内外院校师生、科研机构、3D打印相关企业,等

参赛团队鼓励以跨专业的形式组对参加。组委会亦可协助进行专业配对组合,或提供相关3D打印技术支持(参赛团队/者如需要)。

(6) 「2019增材制造全球创新应用大赛」“航空航天”竞赛单元——激光选区熔化比赛规则

1.零件名称:环形件,材料:GH4169(Inconel 718),成形工艺:激光选区熔化成形,不限定设备型号。

2.使用激光选区熔化成形工艺打印该环形件,零件外形尺寸如图所示,详细尺寸见数模。

3.交付状态要求

4.表面粗糙度

权重系数:0.2

以下三项得分A处、B处、C处所占比重分别为10%、30%、60%,三项得分之和为表面粗糙度综合得分。

A处表面Ra

>6.3

3.2-6.3(含)

1.6-3.2(含)

≤1.6

评分

40

60

80

100

B处表面Ra

>12.5

7.2-12.5(含)

6.3-7.2(含)

≤6.3

评分

40

60

80

100

叶背C处Ra

>15

12.5-15(含)

10-12.5(含)

≤10

评分

40

60

80

100

5.外形尺寸精度

权重系数:0.2

使用游标卡尺测量环形件B处圆柱面外径,在整个圆周上均匀测量四处,每个位置测量三次取平均值,每个数据与标准值比较,按偏离标准尺寸的最大差值计分。

尺寸公差(mm)

>±0.6

±0.6(含)

±0.4(含)

±0.2(含)

评分

40

60

80

100

6.致密度

权重系数:0.3

采用工业CT对试样进行致密度及缺陷分析,评分标准如下:

致密度

<99.965%

99.980%(含)-99.965%

99.995%(含)-99.980%

≥99.995%

评分

40

60

80

100

试样检测部分每出现一个直径≥60μm的气孔扣1分,每出现一处最大尺寸超过150μm的线形或面形缺陷扣3分,直至本评分项扣完为止。

7.力学性能波动性

权重系数:0.3

六组力学性能数据用于计算变异系数(记为C.V.),抗拉强度、屈服强度、延伸率及断面收缩率分别计算C.V.值,计算公式如下:

以下四项得分σb、σp0.2、δ5、ψ所占比重分别为40%、40%、10%、10%,四项得分之和为力学性能波动性综合得分。C.V.值评分标准如下:

σb/C.V.

>3%

1.8%-3%(含)

0.8%-1.8%(含)

≤0.8%

评分

40

60

80

100

σp0.2/C.V.

>4%

2%-4%(含)

1%-2%(含)

≤1%

评分

40

60

80

100

δ5/C.V.

>20%

10%-20%(含)

6%-10%(含)

≤6%

评分

40

60

80

100

ψ/C.V.

>20%

15%-20%(含)

10%-15%(含)

≤10%

评分

40

60

80

100

8.最终评分为各项目得分乘权重系数之和。

(7) 大赛评审机制

大赛评审包括初评验证+路演终评两个步骤,分别为:1、参赛单位以3D打印实物样件的方式参与第一轮评选(初评),第一轮评选结果直接以验证为准;2、以路演、展示的形式,由终评评审根据终评标准及测试报告,评选出最优方案。

(8) 大赛奖励机制

「2019增材制造全球创新应用大赛」“航空航天”竞赛单元分设一、二、三等奖,分别为:

一等奖:1名  奖金3万(税前)

二等奖:2名  奖金2万(税前)

三等奖:3名  奖金1万(税前)

优秀奖:10名 (颁发证书)

附加:

竞赛发题方推荐成绩优异的单位为航发增材制造备选合作单位。

根据终评路演综合排名情况,中关村科技园区丰台园3D打印数字维创中心将对部分获奖项目给予租金减免等入孵奖励。

(9) 大赛参与通道

1.请登陆官方网站:http://2019.weichuang3d.com/gamia2019,点击“报名“即可在线填写报名信息,并递交参赛项目资料;

2.可人工咨询并将参赛报名信息和参赛资料通过电子邮件的形式发送至大赛组委会指定联络人邮箱。

大赛组委会指定联络人联系方式:

陶茹玉:(E) songyigenie@outlook.com; (M) +86 18310791019

韩   颖:(E) 1051144702@qq.com; (M) +86 13611145649