Литье под давлением идей: аддитивные технологии и импортозамещение
В литейном деле традиция сильна: десятилетиями технологии совершенствовались, но революций почти не случалось. Появление 3D-печати внесло свои коррективы.
Задача и старт проекта
Наш проект начинался с идеи импортозамещения. «Промтрактор» (Чебоксары) готовят отечественный аналог мощного немецкого спецтранспорта для нефтегазовой отрасли.
Речь шла о новой двухпоточной гидромеханической трансмиссии для самого тяжёлого российского бульдозера ЧЕТРА Т-45, весом 72 тонны. Именно трансмиссия обеспечивает высокую тяговую способность и экономичность в тяжёлых условиях нефтегазовой отрасли. Внедрение такого решения показывает, что отечественные технологии способны конкурировать с мировыми аналогами и работать на самых ответственных объектах.
Мы отвечали за проектирование литейных технологий и изготовление отливок из чугуна и стали для элементов трансмиссии: корпус, ось реактора, ступица, каток и водило
Часть деталей была выполнена через реверс-инжиниринг — метод, когда готовую деталь воспроизводят по образцу: снимают размеры, восстанавливают модель и документацию. Такой подход позволяет выпускать аналоги недоступных импортных компонентов или адаптировать их под новые задачи.
Заказчик решил испытать нашу технологию для тестирования деталей перед запуском серии — и процесс оказался куда интереснее, чем мы ожидали.
Два металла, две стратегии
Каждый элемент изделия требовал своего материала и подхода.
Для деталей под высокие нагрузки, ударные воздействия и рабочие температуры выше 400 °C подходит сталь, а для производства деталей с повышенной износостойкостью используется чугун.
Отливки реализовывались на площадке литейного завода в посёлке Колокша (Владимирская область).
В техническом задании значились пять позиций, из которых три — из чугуна.
С чугуном мы «на короткой ноге»: работаем не в первый раз. Он прост и предсказуем в литейном процессе, отливки из него содержат минимальное количество дефектов.
В общем, материал как старый знакомый — думаешь, что всё про него знаешь.
Практика в литейном цеху: ожидание и реальность
-+Чтобы не допустить усадочной раковины — пустот, возникающих при усадке металла, — в стальных отливках мы использовали экзотермические вставки: они дольше сохраняют металл жидким и компенсируют усадку.
Стальные детали — каток и ось — отлились без сюрпризов. А вот чугун внес в отлаженный процесс нотку интриги.
Оказалось, что мы имеем дело с синтетическим чугуном, а не традиционным. На бумаге технологии их обработки почти совпадают, но в реальности кристаллизация и поведение материала сильно отличались.
Даже после этого открытия и применения соответствующих мер, синтетический чугун не желал вести себя «как обычно».
Кристаллизация и усадка шли иначе, а в центре отливки появлялись дефекты.
Причину надо было искать в химическом составе, температурных режимах или свойствах углерода. Так или иначе, мы не стали действовать «вслепую».
Обменявшись опытом с белорусскими коллегами и непосредственными исполнителями, мы адаптировали процесс по технологии, применяемой к стальным сплавам — это оказалось рабочим решением.
Благодаря преимуществам аддитивных технологий и обширному опыту нашей команды все неожиданные вопросы и непредсказуемые ситуации в литейном цеху решаются легко и быстро.
Три итерации доработки (и три раза «всё, теперь-то точно готово») — и мы вышли на 100% качество отливок.
Секрет формы, которая не подведет
Излишки газа, выделяющиеся при заливке формы металлом и нагревании, могут стимулировать появление дефектов в готовых отливках. Поэтому при проектировании форм мы заранее закладываем решения, которые минимизируют выделение газов и риск перегрева. Наши партнёры из «Уралхимпласта» обеспечили нас антипригарными составами, благодаря которым расплав легко отделяется от формы. Кроме того, такой подход повышает качество отливок.
Печатаем, а не ждем
Аддитивные технологии позволили протестировать детали до запуска серии, исключить дорогую оснастку, сократить сроки с месяцев до дней и быстро вносить правки.
Экономический эффект очевиден — быстрее, проще, дешевле.
Для новых открытий нужно немного. Только правильная технология, опыт и смелость, чтобы сказать: «А давайте попробуем напечатать».
#отечественная_трансмиссия
#трансмиссия_для_нефтегазовой_индустрии
#импортозамещение
#промтрактор
#тяжелая_техника
#бульдозер_четра_т45
#литейное_производство
#аддитивные_технологии
#3d_печать
#реверс_инжиниринг
#литейные_технологии
#стальные_отливки
#чугуные_отливки
#экзотермические_вставки
#синтетический_чугун
#машиностроение_россия