鉑力特獲第一屆中國（國際）航空增材制造結構優(yōu)化設計大賽三等獎

來源： 鉑力特

由中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責任公司和上海市增材制造協(xié)會聯(lián)合舉辦的第一屆中國（國際）航空增材制造結構優(yōu)化設計大賽結果于2020年9月14日至9月20日期間公示。鉑力特創(chuàng)新設計團隊提報的優(yōu)化設計換熱器結構的設計方案喜獲大賽三等獎。

本次比賽命題為針對某型號航空發(fā)動機換熱器結構，根據(jù)零件結構和典型工況，考慮工程零件的實際應用背景，基于增材制造工藝（重點激光選區(qū)熔化成形技術），進行結構優(yōu)化設計。最終針對設計方案，從芯體表面積、換熱效率、結構重量、可制造性、設計合理性、報告完整性等多個維度進行綜合評分。

本次參賽題目背景為某型氣-液雙介質換熱器，整體結構由外框架、氣相介質流道、液相冷卻流道組成；需要從結構質量、強度及換熱功能角度對產(chǎn)品進行綜合優(yōu)化，并應充分考慮產(chǎn)品的工藝可行性。針對這一問題，鉑力特創(chuàng)新設計團隊基于產(chǎn)品的核心功能需求，細化設計流程，針對換熱器芯體，基于熱分析的功能優(yōu)先導向及工藝實現(xiàn)性的經(jīng)驗積累，確定優(yōu)選的氣相及液相介質流道構型及布局，確定采用類正弦圖像波紋構型；并進一步針對外部框架進行了輕量化設計，并對關鍵特征區(qū)域進行了強度校核。最后綜合考慮工藝效果和經(jīng)濟性，為該零件制定了工藝方案。

上述優(yōu)化設計，對比原始方案，實現(xiàn)芯體有效散熱面積提升25%，結構減重2.77%。整個流程充分耦合了設計-工藝的各環(huán)節(jié)的關鍵要素，通過優(yōu)化設計工作和長期的工藝經(jīng)驗積累，為該類型產(chǎn)品的綜合性能提升提供探索了一條可行的道路。

鉑力特創(chuàng)新設計團隊將進一步深化優(yōu)化設計與3D打印的結合應用，聚焦前沿結構優(yōu)化問題的研究和復雜工程問題的方案探索，專注3D打印技術在工程領域應用方案、基于3D打印的新型結構的研制及驗證方案等，面向多領域用戶提供更深層次的設計優(yōu)化綜合解決方案服務。

第一屆中國（國際）航空增材制造結構優(yōu)化設計大賽由中國航發(fā)商用航空發(fā)動機有限責任公司和上海市增材制造協(xié)會聯(lián)合舉辦。聯(lián)合行業(yè)科研機構、高校、知名企業(yè)共同舉辦，旨在以大賽為紐帶，匯聚創(chuàng)意設計靈感、強化產(chǎn)學研用深度融合、探索3D打印優(yōu)化設計方法、推動3D打印技術在航空發(fā)動機領域的成熟應用。這是國內(nèi)首次面向航空領域增材制造真實應用開展的設計創(chuàng)新大賽，將有力推動增材制造在航空領域的產(chǎn)業(yè)化應用。特別優(yōu)秀的獲獎作品將有機會被采納用于量產(chǎn),為我國航空事業(yè)發(fā)展貢獻力量。