我國突破航空發動機葉片超精細“冷加工”技術

　　近日，中國科學院召開的新聞發布會。會上宣布，中國科學院西安光學精密機械研究所開發出國內最高單脈沖能量的26瓦工業級飛秒光纖激光器，研制出系列化超快激光極端制造裝備，實現了航空發動機渦輪葉片氣膜孔的“冷加工”突破，填補了國內空白，達到了國際先進水平。

　　這無疑是一項重大的突破!在航空領域，航空發動機一直被譽為“現代工業皇冠上的明珠”，其制造水平代表著一個國家的科技、工業和國防實力。而發動機葉片則是航空發動機第一關鍵零件，處于航空發動機中溫度最高、應力最復雜、環境最惡劣的部位，它的鑄造工藝直接決定了航空發動機的性能。

　　之前，由于我國飛機發動機制造技術上與西方發達國家存在的較大差距，發動機的渦輪葉片難以承受更高的溫度，導致發動機的推力嚴重不足。如今?！袄浼庸ぁ背旒す鈽O端制造技術的出現極大地補齊了短板，加強了航天發動機的性能、壽命及可靠性。

　　據該研究所科研人員介紹，使用超快激光微加工技術在葉片表面打孔，形成的氣膜冷卻孔可以有效解決航空發動機在超高溫(1700℃)及超高壓等條件下冷卻的問題，并且超快激光微加工技術還突破了傳統制造方式加工葉片氣膜孔存在重鑄層、微裂紋、再結晶等缺陷。

　　說得簡單一點，這種技術類似于近視患者做過的激光手術，這樣可以聚焦到比頭發還細的空間區域，這樣在加工時切面整齊、無熱擴散、無微裂紋，也不會對所涉及范圍旁邊的材料造成任何影響，該技術已經成為航空航天、電子等領域超精細、低損傷的最佳選擇。

　　值得一提的是，這項技術突破不單單只能用于高端的航空航天領域，在未來的生活中我們也將見到這項技術的應用，例如汽車發動機等。據專家介紹，該技術部分核心指標已經與國際先進水平持平，可以為諸多難加工材料與構件的超精細、“冷加工”提供全方位解決方案。

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　　什么是飛秒激光技術?

　　飛秒激光是一種以脈沖形式運轉的激光，持續時間非常短，屬于飛秒量級，1飛秒就是1/1000萬億秒，光一秒可以繞地球七圈半，而1飛秒只能走過頭發絲1/200的長度，這是飛秒激光的第一個特點。飛秒激光的第二個特點是具有非常高的瞬時功率，可達到百萬億瓦，比目前全世界發電總功率還要多出百倍。飛秒激光的第三個特點是，它能聚焦到比頭發的直徑還要小許多的空間區域。因而，這樣加工時切面整齊、無熱擴散、無微裂紋及冶金缺陷，加工過程中不會對所涉及的空間范圍的周圍材料造成影響，從而做到了加工的超精細。

　　飛秒激光的優點就是熱量不傳導，不損傷材料，能量來不及釋放該脈沖已經結束，避免了能量的轉移，轉化熱量的存在和熱擴散，實現了真正意義上的激光“冷”加工。所以叫做“冷加工”。通過各種光學鏡讓一束激光在“運動”中完成精準的打孔。相比于電火花、長脈沖等加工方式，飛秒激光加工不改變材料結構、不產生相變、表面完整性好，已成為航空、航天、電子等領域超精細低損傷的最佳選擇。