федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева»

Свежие новости

События

Ученые Самарского университета впервые "напечатали" на 3D-принтере камеру сгорания газотурбинного двигателя

Ученые Самарского университета впервые "напечатали" на 3D-принтере камеру сгорания газотурбинного двигателя

Самарский университет

Испытания камеры подтвердили полное соответствия образца всем необходимым требованиям

НОЦ газодинамических исследований РКЦ "Прогресс" лаборатория аддитивных технологий 3D-принтер аддитивные технологии Анисимов Михаил САЕ-2 (Газотурбинное двигателестроение)
22.08.2016 2016-10-20
Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева впервые "напечатали" из металлического порошка на установке селективного лазерного сплавления SLM280 одну из самых важных деталей малоразмерного газотурбинного двигателя – камеру сгорания.

Работы проводились в лаборатории аддитивных технологий института двигателей и энергетических установок Самарского университета.
 
Стендовые испытания, проведенные совместно с университетским научно-образовательным центром газодинамических исследований, показали, что изготовленный по новой технологии образец камеры сгорания полностью соответствует необходимым требованиям. Материал и сама камера выдерживали как длительную тепловую нагрузку (до 1,5 часов), так и повторно-кратковременную (запуск-остановку в течение 10 минут).
 
"Образец испытывался на огневом стенде на длительность работы в условиях эксплуатации, близких к реальным. На входе в камеру подавался подогретый воздух до температуры 400 градусов Цельсия – это рабочая температура воздуха на входе в камеру сгорания газотурбинного двигателя. Условия горения были максимально приближены к реальным. Температура рабочего тела в первичной зоне камеры сгорания составляла 1600 ºС, на выходе из КС температура продуктов сгорания составляла 1200 ºС", - пояснил директор НОЦ ГДИ Самарского университета Михаил Анисимов.   
 
Изделие изготовлено полностью из отечественного металлического порошка. Для того, чтобы достичь нужного результата, исследователи "вырастили" из него более ста опытных образцов – металлических заготовок, выплавленных при различных режимах спекания для определения прочностных свойств металла.  
 
Камера сгорания – один из ключевых элементов малоразмерного газотурбинного двигателя (МГТД), который создается в Самарском университете по методу аддитивных технологий. По стандартным (традиционным) технологиям на производство подобного изделия необходимо полгода. Кроме того, при традиционном производстве на доводку подобного изделия — получения максимальных эксплуатационных характеристик — тратится порядка пяти лет.
Применение же аддитивных технологий позволяет производить детали сложной формы в короткие сроки, без использования технологической оснастки. Эти факторы позволяют резко сократить цикл производства изделий в отличие от традиционных способов.
 
В технологии селективного лазерного сплавления (СЛС) используется лазер высокой мощности для расплавления тонкого слоя металлического порошка в соответствии с трёхмерной моделью. Основными материалами, используемыми для изготовления газотурбинных двигателей методом СЛС, являются высокопрочные стали, титановые сплавы и сплавы на никелевой основе. 
 
Успешный опыт изготовления рабочей камеры сгорания с использованием метода аддитивных технологий открывает перед учеными университета возможность в ближайшее время создать газотурбинный двигатель.
 
"Первый опытный образец МГТД, созданный методом аддитивных технологий в Самарском университете, может появиться уже через полгода. В дальнейшем подобная методика будет использована при массовом производстве деталей на 3D-принтерах, что существенно сократит сроки последующих работ при производстве двигателя", - убежден заведующий лабораторией аддитивных технологий Самарского университета Виталий Смелов. 
 
Сейчас ученые Самарского национального исследовательского университета совместно с Санкт-Петербургским политехническим университетом разрабатывают российскую лазерную 3D-установку, которая позволит по разработанной в Самарском университете технологии производить на серийных заводах крупногабаритные детали для "взрослых" авиационных  газотурбинных двигателей.
 
Кроме того, совместно с РКЦ "Прогресс" специалисты Самарского университета приступили к реализации проекта по созданию на основе аддитивных технологий изделий для ракетно-космической отрасли.

Фото: Екатерина Винокурова (фотоклуб "Иллюминатор")