Лого Сделано у нас
122

СПбГМТУ и НИТУ «МИСиС» создали внешнее кольцо двигателя ПД-14 с помощью аддитивных технологий

 © naukatehnika.com

Первый экспериментальный образец заготовки был изготовлен с использованием уникального оборудования собственной разработки. Благодаря использованию аддитивных технологий общий вес заготовки снизился более чем в три раза, а время изготовления сократилось до 130 часов. Разработчики технологии — Санкт-Петербургский государственный морской технический университет (СПбГМТУ) и Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»). Полученный опыт позволит также использовать разработанные технологии и при проектировании и изготовлении двигателя ПД-35.

Для создания внешнего кольца двигателя ПД-14 был использован титановый сплав, который в виде порошка газовой струей подавался под лазерный луч, оплавляющий его, обеспечивая послойный «рост» детали.

 © naukatehnika.com

В ходе выращивания опытного образца было применено несколько новых технических решений, которые в настоящее время находятся в стадии правовой защиты. Например, выращивание горизонтальным лазерным лучом, использование «динамической» подложки для борьбы с образованием трещин, технологические приёмы увеличения производительности процесса, прогнозирование термических деформаций.

 © naukatehnika.com

В результате инженеры миновали стадии отливки, ковки и раскатки заготовки. Процесс производства ускорился на порядок, при этом механические свойства выращенного материала не уступают изделиям металлопроката и значительно превосходят свойства литых изделий, что подтверждено результатами механических испытаний, проведенных как в лабораториях НИТУ «МИСиС», так и в независимых лабораториях, включая Центральную заводскую лабораторию (ЦЗЛ).

 © naukatehnika.com

Самое важное, что в итоге разработаны математические модели процесса, проведено большое количество исследований, определены оптимальные режимы и стратегии выращивания. В настоящее время готовятся испытания полученного узла двигателя на базе одного из ведущих профильных двигателестроительных предприятий России. Начало промышленного производства запланировано на 2020 год.

 © naukatehnika.com

«Корпус камеры сгорания для небольшого газотурбинного двигателя можно вырастить с нуля за 3 часа, в то время как при использовании традиционных технологий на изготовление уйдет около двух недель. В нашем случае для создания заготовки детали потребовалось около 130 часов, при том, что габариты заготовки составляют более 2-х метров в диаметре. Масса заготовки уменьшилась более чем втрое. Это значит, что кардинально снижается объем последующей мехобработки, соответственно, сокращаются сроки изготовления, снижается производственная себестоимость, обеспечивая тем самым конкурентоспособность отечественных авиационных двигателей», — отметил один из разработчиков проекта, директор института ЭкоТех НИТУ «МИСиС» Андрей Травянов.

 © naukatehnika.com

Еще одно технологическое преимущество использования аддитивных технологий при создании авиадеталей — конструктор видит результаты в режиме реального времени, и может быстро вносить необходимые изменения. Процесс проектирования и создания новой техники с использованием данного метода ускоряется в десятки раз. Технология дает возможность комбинации нескольких газопорошковых струй и подачи различных материалов в зону выращивания, создавая тем самым изделия с градиентными свойствами, то есть одна часть детали может быть коррозионностойкой, а другая — жаростойкой, что особенно важно для аэрокосмической отрасли.

 © naukatehnika.com

«Изготовлению этого образца предшествовали всесторонние теоретические и экспериментальные исследования: были разработаны математические модели процесса, проведено большое количество металлографических исследований, томографии и рентгенографии образцов, механических испытаний, определены оптимальные режимы и стратегии выращивания, изготовлено несколько макетов. В ходе выращивания опытного образца было применено несколько новых технических решений, которые в настоящее время находятся в стадии правовой защиты. Например, выращивание горизонтальным лазерным лучом, использование „динамической“ подложки для борьбы с образованием трещин, технологические приёмы увеличения производительности процесса, прогнозирование термических деформаций и их учет в технологической модели изделия при генерации управляющей программы для обеспечения требуемой точности построения», — подчеркивает ответственный исполнитель проекта, зам. директора по научной и проектной деятельности Института лазерных и сварочных технологий СПбГМТУ Евгений Земляков.

  • 23
    Clausson Clausson
    14.10.1917:33:40

    Каких-то пять лет назад говорить о подобной технологии считалось утопической фантастикой…

    • 0
      Макс Южный
      20.10.1915:12:35

      Именно; благодаря наслоению и выращиванию (а не «аддитивным технологиям», что мусор) нас ждёт значительное совершенствование в самых разных областях, хотя поначалу это дорого, поэтому будет применяться узко и для товаров высокой стоимости.

      Отредактировано: Макс Южный~20:04 20.10.19
      • 0
        Clausson Clausson
        20.10.1919:43:52

        благодаря наслоению и выращиванию (а не «аддитивные технологиям», что мусор)

        Объясните неразумному смысл мусорного термина "аддитивные технологиям"?

  • 5
    Нет аватара вадим 1980
    14.10.1917:45:28

        техника на грани фантастике.Суппер!

    • 2
      Нет аватара RavenD
      15.10.1907:52:42

      Лет 5 назад читал фантастику. Там такое устройство «портативное «, для изготовления наконечников стрел гоняли. Пока не дошло, что там база чертежей почти всех изделий цивилизации и расщепитель на молекулы ненужных изделий…(но это конечно фантастика… )

      Отредактировано: RavenD~07:53 15.10.19
  • 11
    Нет аватара Александр У.
    14.10.1919:58:38

    Просто великолепно. Если запустят серийное производство по этой технологии будет совсем замечательно…А то в Америке, Австралии, Китае, Нидерландах и некоторых других странах это направление во всю развивается, теперь и в России значимые результаты (в незасекреченной области технологий) появились…

  • 3
    алекс х алекс х
    14.10.1923:35:59

    Ну это круто. Только остается догадываться на сколько это расширяет технологические возможности… если эти технологии будут поставлены на поток.

    • 0
      Нет аватара Tony
      15.10.1901:32:11

      Только остается догадываться

      точно. уму нерастяжимо )

  • 16
    Нет аватара vlad_i_slav
    15.10.1900:24:25

    Почему-то не всё «вошло» в публикацию…

    Наряду со скоростью изготовления немаловажно то, что доля брака приблизилась к практическому нулю.

    Титан — материал капризный технологически.

    До 30% изделий в переплавку отправляют по причине внутренних дефектов.

    А эта технология при отлаженном процессе обеспечивает практически 100% годности.

    И это тоже очень важно.

    Кроме того, изготовление деталей легко организовать по всему миру.

    В специализированных центрах обслуживания. Надо лопатки — нате. Надо камеру сгорания — не вопрос.

    Это сильно удешевляет логистику и сокращает ремонтное время. Знай порошок поставляй. Запас «запчастей» в сервисных центрах теперь будет выглядеть очень просто и универсально.

    Отредактировано: vlad_i_slav~00:30 15.10.19
    • 3
      Нет аватара argr
      15.10.1911:22:30

      Я не спец, интересуюсь. Видел на прошлом МАКСе корпус реактивного микро-движка (для беспилотников), изготовленного по такой технологии, смотрел видюшки. В результате выращивания заготовка получается не вполне окончательной, ее еще надо обрабатывать. Так что без завода с дорогими станками все равно не обойтись. Только станков теперь надо меньше.

  • -4
    Нет аватара Байкал57
    15.10.1900:38:13

    Знай порошок поставляй.

    Это все партнерство с Францией, оборудование они придумывают и согласны поставлять любое в обмен на наши порошки. А с этим массово пока напряг, Росатом впереди планеты…

  • 4
    Нет аватара RavenD
    15.10.1907:45:53

    Заводы перестанут наконец то изготавливать стружку и окал с пеной. Это очень хорошо. Это только начало. Сейчас войдут в форму, начнут и канавки и бороздки с канальцами внутри объектов печатать для более эффективных отводов потока и тепла. А сколько беспроводных датчиков туда можно впечатать… Хочу такой домой, ложки с кастрюльками печатать…,а уж какой бойлер можно вырастить))    

    • 4
      magnet magnet
      15.10.1908:44:33

      а умная обшивка? все провода внутри…послойно, хошь силикон/резина, хошь медь, хошь композит…хошь титановые балки, что угодно…

    • 2
      Игорь Brick
      15.10.1909:47:30

      Почти все, что для дома, можно успешно печатать из пластиков на недорогих китайских 3д принтерах. Смотрю, пик увлечения ими прошел года 2 назад, к сожалению. А возможности их применения огромны. Все упирается в плохое пространственное воображение основной массы людей, неспособных освоить даже предельно упрощенные на данный момент программы 3д моделирования.

  • 2
    Нет аватара хочу_техники
    15.10.1911:08:24

    В пределе львиную часть в бытовой техники любое домохозяйство могло бы производить само, не покупая. Иметь всем дома 3-Д принтер размером, скажем, с холодильник. Напечатать, скажем, автомобиль(сборный конечно) или минитрактор фермеру. Можно печатать строймат. А можно печатать обувь? А медики уже потихоньку печатают органы из собственных клеток пациента. А из клеток животного(не убивая его) можно печатать мясо, а можно печатать помидоры и т. д. и т. п. Короче, признаки технологической революции налицо. Можно добиться, что все у всех есть, и подкупить человека нечем?

    Отредактировано: хочу_техники~11:11 15.10.19
    • 1
      Нет аватара qwerty_asd
      15.10.1911:29:35

      Здесь есть ряд проблем: стоимость расходных материалов (сверх-чистые порошки, инертные газы, спец-жидкости), амортизация (срок жизни лазера, печатающих головок) и главное — расход энергии. Любая напечатанная продукция будет требовать на порядок больше энергозатрат, и это в лучшем случае!

      В общем всё как всегда — для очередной технологической революции необходимо скачком увеличить энергоёмкость производства…

      • 0
        Нет аватара хочу_техники
        15.10.1913:51:49

        Ну так надо поднажать! Лазерный или токамаковский термояд, расщепление тория и урана-238. Представляете? Едет со скоростью 5 км/час дорожный комбайн с ядерным реактором, загребает впереди грунт, переплавляет его в блоки и выкладывает сзади из этих блоков дорогу! Ну, я размечтался, конечно!

        Отредактировано: хочу_техники~13:58 15.10.19
        • 2
          Нет аватара qwerty_asd
          15.10.1913:59:31

          Да легко!

          U238 и To — начало в районе 2050, массовый переход — 2070. Токамаки и открытые ловушки — первые промышленные аппараты тоже в районе 2050 года. Осталась всего 30 лет, чтобы допилить аддитивные технологии до приемлемого уровня.    

          • 0
            Clausson Clausson
            15.10.1917:13:24

            И как это обычно происходит в ходе прогресса к тому времени когда это станет возможным отпадет надобность в строительстве дорог, ибо все будут передвигаться на мультикоптерах, а грузы возить дирижаблями            

            Вспомните как сокрушался Менделеев по поводу того, что через 50 лет лошадиный навоз будет некуда девать    

            Отредактировано: Clausson~17:15 15.10.19
          • 0
            Clausson Clausson
            15.10.1917:17:59

            U238 и To

            В смысле — U238 и Tr?

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,