IC693PCM311CA  激光喷丸／激光冲击强化

金属部件内部的应力可能导致飞机部件（如喷气发动机的风扇叶片）的金属疲劳失效，这有可能造成损坏或伤害。这可以通过一种被称为激光强化（laser peening）的技术来缓解。

在这个过程中，激光脉冲被引导到一个高应力集中的区域，每个脉冲会在组件表面和顶部喷洒的水层之间点燃一个微小的等离子体爆炸。水层限制了爆炸，这导致冲击波穿透组件，并在其传播区域扩大时产生压残余应力。这些应力抵消了开裂和其他形式的金属疲劳。与传统工艺相比，激光强化可使金属零件的使用寿命延长10－15倍。

激光喷丸在航空航天工业中的应用越来越广泛。例如，LSP Technologies和空客公司共同开发了一种便携式激光强化系统，该系统最近在空客公司位于法国图卢兹（Toulouse）的维护和维修设施中进行了测试和评估。

Leopard激光喷丸系统将通过抑制由循环振动应力引起的裂纹出现、扩展来延长疲劳寿命。光纤光束传输的灵活性和定制工具使该系统能够激光照射飞机难以到达的区域。根据合作伙伴的说法，该系统是激光强化技术的一个突破，将推进其使用，包括延长喷气发动机叶片的寿命等等。

激光钻孔

现代航空发动机大约有50万个孔洞，数量大约是20世纪80年代制造的发动机的100倍。与此同时，飞机制造商也在生产越来越多的其他部件，这些部件有大量的铆接和螺钉连接的钻孔。因此在航空领域，激光打孔具有巨大的市场潜力，因为它提供了精确、可重复、快速和经济高效的过程。

例如，新的高功率飞秒激光系统正在开发中，用于在大型钛制HLFC（混合层流控制）面板上进行高效而精确的微钻孔，这些面板将安装在机翼或尾翼稳定器上。这些面板通过小孔吸入空气，从而减少了摩擦阻力，并降低了燃料消耗。

由于激光钻孔是无接触的，被加工的材料不需要像用传统工具加工一样用同样的方式进行固定。无接触的另一个优点是不会产生刀具磨损，这在钻削CFRP组件的操作中代表了一个特别的优势。由于其硬度，CFRP组件会对传统工具产生非常大的磨损。激光钻孔也可以在非常高的速度下进行，因此热量的过度损害不会对正在加工的材料造成伤害。 增材制造 激光增材制造（AM）在航空航天工业中也得到了迅速的发展。在这种技术中，激光熔化连续的粉末层来构建形状。一家位于加州的火箭公司最近甚至订购了两台12激光束的3D打印机，通过制造更轻、更快、更坚固的空间组件，使其太空任务更经济、更高效。 虽然许多项目仍处于测试阶段，但激光增材制造已经在两次火星任务中成功使用。美国宇航局的“好奇号”火星车于2012年8月着陆，是第一个携带3D打印部件前往火星的任务。这是火星样品分析（SAM）仪器内的陶瓷组件，是正在进行的测试计划的一部分，以调查增材制造技术的可靠性。   与此同时，美国宇航局的“毅力号”探测器于2021年2月降落在火星上，它包含11个用激光增材制造的金属部件。其中5个部件在“毅力”号的X射线岩石化学行星仪器（PIXL）中，该仪器正在寻找火星上微生物化石生命的迹象。这些部件需要达到非常轻的标准，以至于传统的锻造、模压和切割等技术无法生产出来。 美国宇航局（NASA）也一直在试验使用激光增材制造火箭部件。在一项研究中，火箭发动机的燃烧室是用铜合金制造的。这种激光增材制造的持续发展导致该部件的制造成本大约是传统加工、连接和组装所需成本的一半，时间只有传统加工、连接和组装所需时间的六分之一。由于所使用的铜合金对红外激光器具有很强的反射性，美国宇航局（NASA）现在正在研究绿色或蓝色激光器如何提高效率和生产率。 虽然增材制造在航空航天领域的应用目前还处于早期阶段，但预计未来20年将会有所增长。

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