СГАУ участвует в создании специального 3D-принтера для аэрокосмической промышленности

Ученые Самарского государственного аэрокосмического университета участвуют в проекте Санкт-Петербургского политехнического университета.

Работы выполняются в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы».
 

По условиям конкурса, после создания принтера на нем будет напечатан действующий образец детали, которую после испытаний установят на эксплуатируемый двигатель. 

Первым пользователем нового принтера станет ОАО «Кузнецов», выступающий индустриальным партнёром проекта. Уже в 2017 году предприятие должно получить готовый образец «печатной» детали. Затем появится возможность наладить 3D-печать изделий в промышленных объёмах. 
 

Примечательно, что первый отечественный 3D-принтер по металлу будет заметно отличаться от традиционных технологий трёхмерной печати. Особенностью российской установки станет более совершенная система подачи материла. Существующие зарубежные устройства, работающие по технологии селективного лазерного плавления, выполняют задачу сравнительно долго, выпекая модель последовательно - слой за слоем.
 

В российской разработке лазерное излучение подводится в точку подачи спекаемого порошка. За счет этого производительность принтера повышается в несколько раз. Это особенно актуально для производства крупногабаритных деталей сложной формы. 
 

В качестве соисполнителя СГАУ занимается разработкой сопла и оптической системы для контроля распределения порошка для печати. Сопло – своеобразный кран, откуда подается порошок на печать. Оно включает в себя охлаждающий контур и систему подачи газа в зону проплавления. 
 

По словам заведующего лабораторией аддитивных технологий СГАУ Виталия Смелова, российский вариант сопла позволит сразу запекать порошок в месте подачи на контур детали. Для этого самарские ученые разрабатывают также и оптическую систему для подачи и расчёта селективного порошка в место плавления.
 

В конце 2015 года должен быть изготовлен макет технологической головки сопла, а также получен первый образец наплавления, соответствующий высочайшим требованиям качества, применяемым к авиационной и космической технике. 
 

Создаваемый 3D-принтер рассчитан на печать крупных элементов и узлов авиационных двигателей, изготавливаемых из жаростойких и тугоплавких металлов – опор и камер сгорания.

В перспективе, новый высокопроизводительный принтер может заменить устаревшие и дорогостоящие технологии в двигателестроении – литьё и штамповку деталей.
 

Кроме того, в ходе реализации проекта планируется выполнить физическое моделирование процессов восстановления изношенной или повреждённой детали авиадвигателя. Провести экспериментальные исследования  и оценку комплекса физико-механических свойств полученных структур металлических материалов. С помощью аддитивных технологий вышедшую из строя деталь можно будет восстановить и направить в работу, что позволит продлить срок эксплуатации и снизит затраты на обслуживание техники.
 

Участники исследований рассчитывают, что через пять лет российские установки для печати металлических деталей получат дальнейшее развитие, станут более компактными и смогут использоваться в космосе, в том числе на МКС.