Заготовку функционального узла перспективного российского двигателя ПД-14, полностью созданную методом прямого лазерного выращивания, представили на Международном авиационно-космическом салоне МАКС.
Благодаря использованию аддитивных технологий общий вес заготовки снижен более чем в три раза, а время изготовления сокращено до 130 часов.
Разработчики: Санкт-Петербургский государственный морской технический университет (СПбГМТУ) и НИТУ «МИСиС».
Создание конкурентоспособных авиационных двигателей невозможно без использования в их конструкции материалов и технологий нового поколения.
Ученые СПбГМУ и НИТУ «МИСиС» предложили использовать технологию прямого лазерного выращивания для создания внешнего кольца двигателя ПД-14. Первый экспериментальный образец заготовки был изготовлен в СПбГМУ на уникальном оборудовании собственной разработки.
«Прямой лазерный рост — это аддитивная технология, способная существенно повысить эффективность производственного процесса.
Например, корпус камеры сгорания для небольшого газотурбинного двигателя можно вырастить с нуля за 3 часа, тогда как по традиционным технологиям на изготовление уйдет около двух недель.
В нашем случае на создание заготовки ушло около 130 часов, несмотря на то, что размеры заготовки более 2 метров в диаметре.
Вес заготовки уменьшился более чем в три раза.
Это означает, что радикально сокращаются объемы последующей механической обработки, соответственно, сокращаются сроки производства, снижаются затраты на производство, тем самым обеспечивается конкурентоспособность отечественных авиадвигателей».
, отметил один из разработчиков проекта, Директор Института CoTech НИТУ «МИСиС» Андрей Травьянов.
Для создания наружного кольца двигателя ПД-14 был использован титановый сплав, который в виде порошка подавался газовой струей под луч лазера, расплавляя его, обеспечивая послойный «рост» часть.
В результате инженеры обошли этапы литья, ковки и прокатки заготовки.
Производственный процесс ускорился на порядок, при этом механические свойства выращенного материала не уступают металлопрокату и значительно превосходят свойства литых изделий, что подтверждают результаты механических испытаний, проводимых как в лабораториях, так и в лабораториях.
НИТУ «МИСиС» и в независимых лабораториях, в том числе в Центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ).
Еще одним технологическим преимуществом использования аддитивных технологий при создании деталей самолетов является то, что конструктор видит результаты в режиме реального времени и может быстро внести необходимые изменения.
Процесс проектирования и создания новой техники с использованием этого метода ускоряется в десятки раз.
Технология позволяет объединить несколько газопорошковых струй и подавать в зону роста различные материалы, тем самым создавать изделия с градиентными свойствами, то есть одна часть детали может быть коррозионностойкой, а другая термостойкой, что особенно важно для аэрокосмической отрасли.
«Изготовлению этого образца предшествовали комплексные теоретические и экспериментальные исследования: были разработаны математические модели процесса, проведено большое количество металлографических исследований, томографии и рентгенографии образцов, механические испытания, определены оптимальные режимы и стратегии роста, было сделано несколько макетов.
В ходе разработки прототипа появилось несколько новых технических решений, которые в настоящее время находятся на стадии правовой охраны.
Например, рост горизонтальным лазерным лучом, использование «динамической» подложки для борьбы с образованием трещин, технологические приемы повышения производительности процесса, прогнозирование термических деформаций и учет их в технологической модели изделия при создании программа управления для обеспечения необходимой точности строительства ", - подчеркивает ответственный исполнитель проекта, - заместитель директора по научной и проектной деятельности Института лазерных и сварочных технологий СПбГМУ Евгений Земляков .
В настоящее время на базе одного из ведущих специализированных двигателестроительных предприятий России готовятся испытания полученной двигательной установки.
Начало промышленного производства запланировано на 2020 год. Полученный положительный опыт также позволит использовать разработанные технологии при проектировании и изготовлении двигателя ПД-35. Теги: #Научно-популярная #Будущее уже здесь #НИТУ «МИСиС»
-
Де Форест, Ли
19 Oct, 24 -
Элементарная Ос Луна: Когда Уже?
19 Oct, 24 -
Камаз Промо
19 Oct, 24
