Review of manufacturing and repair of aircraft and engine parts based on cold spraying technology and additive manufacturing technology

Abstract

Cold spray technology is a method of deposited metal coatings by high speed particle impact, especially in the preparation of metal alloy materials (Cu alloys, Ti alloys, Al alloys, Ni based alloys, Mg alloys, stainless steels, and high tempera ture alloys, etc.) The performance is particularly outstanding. The sprayed materials have better mechanical properties, mechanical properties, and service life, such as tensile strength, fatigue strength, and corrosion resistance. Cold spray technology ca n prepare corrosion resistant coatings and high temperature coatings, Wear resistant coatings, conductive coatings, and anti oxidation coatings and other functional coatings. From the perspective of process technology and equipment design, cold spray techn ology can be applied to the field of additive manufacturing technology, which not only reflects the repair function but also the manufacturing function, and applies cold spray technology and repairs the parts produced by additive manufacturing Selective Laser Melting technology. The defects and problems are of great significance. This article summarizes the repair process and technical characteristics of cold spray technology, and repairs and protects the Cu, Ti, Al, Ni, Mg, and stainless steel and other metals and their alloys from corrosion, fatigue, and wear. The maintenance is reviewed, and the application of combining cold spray technology with additive manufacturing Selective Laser Melting technology is proposed. Many materials can be used in the f ield of cold spray technology and Additive Manufacturing Selective Laser Melting technology. In the communication between the two, the combination of technology and method is of great significance; the influence of spraying parameters of cold spraying te chnology (such as powder particle shape, spraying angle, spraying distance, critical speed and temperature of particles and substrate, etc.) on spraying effect and efficiency are proposed. Finally, the development of cold spray technology: post processing of parts, critical speed and numerical simulation are possible.

Технологія холодного газодинамічного напилювання – це метод нанесення металевих покриттів шляхом високошвидкісної взаємодії частинок порошку(сплави міді, титану, алюмінію, нікелю, магнію, металокерамічні суміші та інші) з підкладкою. Отримані покриття мають механічні властивості близькі до властивостей металів, з яких отримані порошки для напилювання. Серед них міцність на розрив, втомна міцність, стійкість до корозії, коефіцієнт температурного розширення та інші фізико-механічні характеристики. Технологія холодного газодинамічного напилювання дозволяє отримувати антикорозійні, зносостійкі, теплопровідні та інші функціональні покриття. Перспективним напрямком технології газодинамічного напилювання є отримання покриттів на деталях, отриманих з використанням адитивних технологій виробництва, наприклад селективного лазерного плавлення. Крім того, холодне газодинамічне напилювання може бути не тільки використано для ремонту будь-яких поверхневих дефектів виробництва або експлуатації таких деталей, але й безпосередньо нарощування певних ділянок і поверхонь. У даній статті виконано аналіз робіт в області ремонту й захисту деталей з мідних, титанових, алюмінієвих, нікелевих і магнієвих сплавів, сталей та інших металів з корозійними пошкодженнями, зносом та іншими дефектами з використанням технології холодного газодинамічного напилювання. Авторами статті пропонується застосування технології холодного газодинамічного напилювання покриттів на деталі, отримані адитивним виробництвом – селективним лазерним плавленням. Проаналізовано матеріали, які можуть бути використані для напилювання та виробництва деталей авіаційної техніки селективним лазерним плавленням. Виділено основні технологічні параметри процесу холодного газодинамічного напилювання, зокрема, температура і швидкість частинок, розмір і форма частинок намилюваного порошку, що впливають на фізико-механічні характеристики покриттів, такі як адгезійна міцність, мікротвердість, пористість, корозійна зносостійкість та інші, що також впливають на коефіцієнт використання порошку.

Технология холодного напыления это метод нанесения металлических покрытий путем высокоскоростного воздействия части порошков (сплавы меди, титана, алюминия, никеля, магния, металлокерамические смеси и др. с подложкой. Напыляемые покрытия имеют механические свойства близкие к свойствам металлов, из которых получены порошки для напыления. Среди них прочность на разрыв, усталостная прочность, устойчивость к коррозии и другие физико-механические характеристики. Технология холодного напыления позволяет получать антикоррозийные, износостойкие, теплопроводящие и другие функциональные покрытия. Перспективным направлением технологии холодного газодинамического напыления является напыление на детали, полученные с использованием аддитивных технологий производства, к примеру селективное лазерное плавление. производства, к примеру селективное лазерное плавление. Кроме того, газодинамическое напыление может Кроме того, газодинамическое напыление может быть не только использовано не только для ремонта каких-либо поверхностных дефектов производства или либо поверхностных дефектов производства или эксплуатации таких деталей, но и непосредственно наращивания определенных участков и поверхностей, эксплуатации таких деталей, но и непосредственно наращивания определенных участков и поверхностей. В данной статье выполнен анализ работ в области ремонта и защиты деталей из медных, титановых, алюминиевых, никелевых и магниевых сплавов, сталей и других металлов с коррозионными повреждениями, износом и другими дефектами с использованием технологии холодного газодинамического напыления. Авторами статьи предлагается применение технологии холодного напыления покрытий на детали, полученные аддитивным производством ––селективным лазерным плавлением. Проанализированы материалы, которые могут быть использованы для напыления и производства деталей авиационной техники селективным лазерным плавлением. Выделены основные технологические параметры процесса холодного газодинамического напыления, в частности, температура и скорость частиц, размер и форма частиц напыляемого порошка, оказывающие влияние на физико-механические характеристики покрытий, такие как адгезионная прочность, микротвердость, пористость, коррозионная, а также и износостойкость и другие, а также влияющие на коэффициент использования порошка.