На форуме «Открытые инновации» в Сколково Министерство науки и высшего образования РФ представило уникальный внутренний корпус двигателя вертолета ВК-2500. Эта деталь целиком изготовлена методом послойного лазерного сплавления. Применение аддитивных технологий позволило сократить цикл производства до рекордных 14 дней. Разработка принадлежит НИТУ «МИСиС» и Санкт-Петербургскому государственному морскому техническому университету (СПбГМТУ).
Преимущества аддитивных технологий для авиации
Использование передовых методов послойного синтеза при создании авиадвигателей открывает новые горизонты: значительно сокращается производственный цикл, снижаются затраты и ускоряются процессы проектирования и моделирования новых узлов.
Успешная коллаборация вузов
Инженеры СПбГМТУ и материаловеды НИТУ «МИСиС» успешно реализуют масштабный проект по созданию крупногабаритных компонентов для российского авиастроения в рамках постановления Правительства №218. Ярким достижением стал показ первого полноразмерного прототипа кольца двигателя ПД-14 на авиасалоне МАКС-2019, изготовленного методом прямого лазерного выращивания.
Создание корпуса ВК-2500
Внутренний корпус двигателя ВК-2500 – это крупная функциональная деталь исключительно сложной формы. Она была полностью «напечатана» из порошка титанового сплава с использованием технологии послойного лазерного сплавления.
Экспертная оценка уникальности
«Представленный узел действительно уникален. Это первая в России деталь подобной сложности и габарита, полученная методом послойного лазерного сплавления из отечественных материалов», – подчеркивает Евгений Земляков, зам. директора Института лазерных и сварочных технологий СПбГМТУ.
Оптимизация процесса и снижение затрат
Комбинация метода послойного лазерного сплавления и оптимизации настроек 3D-принтера позволила кардинально уменьшить объем последующей механической обработки (шлифовки, обточки). Это сократило общие сроки изготовления до 14 дней, снизило себестоимость и повысило конкурентоспособность отечественного двигателя.
Евгений Земляков поясняет: «С НИТУ «МИСиС» мы развиваем ключевые аддитивные технологии – прямое лазерное выращивание для крупных заготовок (до 2 м) и послойное сплавление (SLM) для деталей до 0,4 м. Оба метода требуют комплексного подхода, включая модификацию детали под печать, выбор стратегии и поддержек». Андрей Травянов, директор Института ЭкоТех НИТУ «МИСиС», добавляет: «Мы успешно решили сложность с деформацией массивных деталей при печати, сократив массу необходимых конструкционных поддержек более чем втрое – с 75% до 23% от веса изделия».
Перспективы и испытания
Такая оптимизация позволила существенно снизить расход дорогостоящего титанового порошка. Сейчас готовятся важные испытания изготовленного узла двигателя на базе одного из ведущих российских предприятий двигателестроения.
Источник: scientificrussia.ru