而启航一方的技术骨干们,则看得屏息凝神,每个人都感受到了扑面而来的压力。
顾均生的激光笔红点,最终定格在结构最核心、外形也最为扭曲的那个零件上,主叶轮。
“今天,只讨论这一个零件。”
他调出叶轮的详细参数,一行行冰冷的数据在屏幕上弹出。
“主叶轮材料,GH4169镍基高温合金,叶片为三维自由扭曲不等厚曲面,相邻叶片间的流道,最窄处公称尺寸4.2毫米。”
“现在,请看最关键的指标。”
他按动激光笔,一行被标红的数据被放大到屏幕上。
“流道内壁,全曲面表面粗糙度,要求达到Ra0.1微米。”
“嘶……”
启航团队中,有人忍不住倒吸一口凉气。
Ra0.1微米!
这个精度要求,比他们刚刚攻克的天工九代主轴与轴承的配合面,还要严苛!
而且是在一个宽度仅有几毫米,内部极度扭曲的封闭空间里实现。
“GH4169这种材料,在座的材料学专家都清楚。”顾均生看向他身后的周海峰。
“它的特性,是所有机械加工工程师的噩梦。”
周海峰扶了扶眼镜,补充道:
“第一,它的加工硬化倾向极强,刀具切削过后,被切削的表层硬度会瞬间提升百分之三十以上,下一刀的切削难度几何倍增。”
“第二,导热率极低,只有普通钢材的四分之一。
切削时产生的热量无法通过工件传导散去,会全部集中在刀尖上,刀具承受的温度和应力,远超常规加工。”
“我们尝试过用传统五轴机床加工。”流体力学专家李振推了推眼镜,补充道。
“人工进行刀具路径规划,耗时三周,加工过程中,薄壁叶片因为切削力的作用,会产生微米级的弹性形变。
刀具离开后,叶片回弹,最终成型尺寸与理论值严重偏离。”
顾均生最后做出总结:
“到目前为止,全球没有任何一家机构,能够将这种复杂构型的镍基合金叶轮,流道内壁精度稳定控制在亚微米级别。”
他放下激光笔,目光平静地看向陆先进,以及他身后的韩栋。
“陆总工,韩总,盘古系统给出的三轴高频点阵切削方案,理论上可行。
但现在,我们面对的是一个全新的,更棘手的材料。”
所有人的目光,都聚焦在启航的刀具工程师沈志斌身上。
因为所有人都清楚,要切削GH4169,刀具是第一道门槛。
陆先进没有立刻说话,他看向沈志斌,用眼神示意他说。
沈志斌感受到了十几道顶尖专家的目光压力,他深吸一口气,站了起来。
“顾总师,各位专家,你们提出的问题,非常关键。”
沈志斌走到屏幕前,调出此前为了加工陶瓷基主轴,而烧结出的PCD复合刀头的微观结构图。
“为了攻克陶瓷基材料,我们用盘古系统推演,并成功烧结出了这种聚晶金刚石复合刀头。
它的维氏硬度超过一万,耐高温极限两千度,是目前我们能拿出的最强刀具。”
航天所的专家们看着屏幕上那完美的晶格结构,眼中都流露出一丝赞叹。
然而,沈志斌话锋一转。
“但是,这种刀具,不能用于加工GH4169镍基高温合金。”
他此言一出,整个会议室的气氛瞬间凝固。
陆先进的眉头皱了一下。
“为什么?”一名启航的技术员下意识地问道。
“因为存在严重的化学亲和反应。”沈志斌没有回避问题,直接给出了答案。
他调出另一份材料学的基础数据报告。
“金刚石的主要成分是碳。
当用PCD刀具高速切削镍基合金时,切削点产生的瞬时高温,会超过八百摄氏度。
在这个温度下,金刚石中的碳原子会发生一个物理化学现象,固相扩散。”
“简单来说,碳原子会主动地、不可逆地,从刀具中跑出来,向镍基合金的基体里渗透。
这个过程,会导致PCD刀具的结构被破坏,刀刃急剧软化、磨损。
这个现象,在业内被称为亲和磨损。”
沈志斌指着一行实验数据:
“根据文献,用PCD刀具切削GH4169,刀具寿命可能只有正常情况下的百分之一,甚至更低。
为天工九代主轴准备的PCD刀头,在这里可能切不了几分钟就会彻底报废。”
“一把刀都撑不完,更别提完成全部一千两百万次的高频点触切削。”
沈志斌说完,坐了下去。
会议室里,陷入了第二次,也是更彻底的死寂。
如果说之前顾均生提出的难题,是航天所的矛不够利,无法攻克GH4169的盾。
那么现在,沈志斌提出的问题,则是启航刚刚锻造出的,自以为无坚不摧的矛,在这面盾面前,会自己熔化。
这是一个更底层的,源于材料基因层面上的物理墙壁。
算力可以优化路径,可以补偿误差,但算力无法改变碳原子与镍原子在高温下的物理规律。
专家组那边的气氛反而缓和了一些。
他们看着陷入沉默的启航团队,眼神复杂。
有不出所料的释然,也有对这个顶级难题无法被轻易攻克的惋惜。
这才是他们熟悉的科研战场。
一个问题被解决,必然会牵扯出十个新的问题。
不存在一招鲜吃遍天的银色子弹。
顾均生看向一直没有说话的韩栋,沉声问道:
“韩总,对于这个问题,盘古系统能算出来吗?”
这一问,将所有压力再次聚焦到了韩栋身上。
韩栋从座位上站起身,走到投影幕布前。
他没有直接回答顾均生的问题,而是伸出手,指着屏幕上GH4169叶轮那复杂扭曲的模型。
“这个叶轮,为什么一定要是这种构型?”
他问了一个似乎与当前技术困境毫不相干的问题。
流体力学专家李振愣了一下,随即回答:
“这是三十万次气动迭代的最优解,可以最大限度减少燃气在流道内的能量损失,将涡轮泵的能量转换效率提升到理论极限。”
“效率提升了多少?”韩栋追问。
“对比上一代构型,提升了百分之九。”李振答道。
“为了这百分之九的理论提升,让加工工艺陷入死局。”韩栋冷声说道。
“换个思路。”
韩栋看向陆佳杰:
“调出盘古系统,重新建立涡轮叶轮的气动模型。
目标函数不变,依旧是能量转换效率,但增加一个新的约束条件。”
陆佳杰的手指在键盘上飞速敲击。
“韩总,什么约束条件?”顾均生问道。
韩栋转过头说道:
“将可加工性,作为第一优先级的约束变量,写入底层算法。”
“让盘古告诉我们,如果要在现有刀具材料和加工工艺的框架内,实现一个能够被造出来的叶轮,它的气动外形,应该是什么样子。”
“牺牲一部分理论上的气动性能,比如,只要求效率提升百分之八,甚至百分之七,去换取一个工艺上可行的构型。
用算力在理论性能和工程实现之间,重新找一个最优平衡点。”
韩栋的这番话,让所有专家,包括顾均生在内,全都愣住了。
他们耗费了半年算力,几十万次迭代,才从理论物理的殿堂里,捧回了这件完美的艺术品。
而现在,韩栋的意思是……
如果现实世界造不出艺术品,那就让艺术品,来迁就现实。
这不是解决问题。
这是直接修改问题本身!