Информационное агентство
28 Июня, 2016  23:56

На принтере напечатали малоразмерный газотурбинный двигатель

газотурбинный двигатель,ВИАМ,аддитивная технология,ОАК

Сотрудники Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ) впервые в нашей стране изготовили по аддитивной технологии прототип малоразмерного газотурбинного двигателя (МГТД) для беспилотных летательных аппаратов. 

Малоразмерный газотурбинный двигатель был изготовлен полностью на базе аддитивного производства ВИАМ по новой технологии послойного лазерного сплавления с использованием металлопорошковых композиций жаропрочного и алюминиевого сплавов, которые также созданы специалистами института. Эта технология позволяет получить деталь в 30 раз быстрее, чем традиционными способами.

Статус программы МС-21 >>

Как заявил гендиректор ВИАМ академик РАН Евгений Каблов, благодаря применению аддитивных технологий* удалось напечатать детали двигателя с уникальными параметрами. Например, толщина стенки камеры сгорания этого двигателя составляет 0,3 мм. Таких параметров можно достичь, только используя 3D-печать. Испытания малоразмерного двигателя проводились в ВИАМ на специально разработанном демонстрационном стенде.

Малоразмерный газотурбинный двигатель ВИАМ

Первый успешный опыт внедрения аддитивных технологий в ВИАМ был осуществлен в 2015 году. Тогда впервые в нашей стране специалисты института изготовили завихритель фронтового устройства камеры сгорания перспективного двигателя ПД-14. В настоящее время напечатано более 200 завихрителей.

«Мы смогли изготовить завихритель фронтового устройства камеры сгорания, которая в полном объеме отвечает требованиям конструкторской документации», – отметил Генеральный директор ВИАМ. По его словам, авиационная деталь уже внесена в конструкторскую документацию и пошла в производство. Цикл изготовления таких завихрителей в среднем в 10 раз меньше, чем по технологии литья по выплавляемым моделям.

Коллектив ВИАМ внес большой вклад в создание материалов нового поколения и технологий для ПД-14. В частности, было разработано 20 новых материалов и доработано более 50 марок материалов, организован выпуск полуфабрикатов этих материалов на металлургических заводах, а также выпущена вся необходимая нормативная техническая документация для производства деталей ПД-14.

Новый российский двигатель ПД 14>>

Впервые в отечественной инженерной и технологической практике сконструирована и изготовлена мотогондола ПД-14 из полимерных композиционных материалов. Для деталей и агрегатов мотогондолы в ВИАМ были созданы препреги, угле- и стеклопластики, которые по характеристикам не уступают лучшим мировым аналогам и производятся в институте.

Объединенная авиастроительная корпорация (ОАК) объединит разработки научных организаций и предприятий холдинга по применению аддитивных технологий при изготовлении, ремонте и обслуживании авиационной техники.

Рассматривается расширение применения аддитивных технологий как для изготовления отдельных элементов конструкции планера, так и элементов оснастки для обеспечения изготовления самолетов. Работа специалистов в реализации процесса нуждается в координации  - для обмена опытом, исключения параллелизма, сокращения сроков и ресурсов. ОАК заинтересована в выработке новых конструктивных решений при проектировании элементов конструкций, позволяющих по максимуму использовать технологические возможности аддитивных технологий.

«Компания «Сухой», «Иркут», «Туполев», «Авиастар-СП», «ВАСО», «ТАНТК» и  Национального института авиационных технологий и компаний-партнеров договорились о консолидации усилий по дальнейшему продвижению  и разработке решений по применению аддитивных технологий на предприятиях ОАК.

Специалисты Томского государственного университета (ТГУ) создали первый в России 3D-принтер для монолитной керамики. В 2017 году по заказу «Климова» они намерены напечатать образцы деталей вертолетных двигателей нового поколения. Ученые совместно с инженерами томской компании «ИнТех-М» собрали опытно-промышленный образец первого в России 3D-принтера для печати монолитной керамики. Сейчас они работают над запуском устройства в производство. Также уже получен первый заказ на печать деталей вертолетных двигателей.

В ТГУ реализуется полный технологический цикл. Сначала изготавливаются керамические порошки. Затем из них производятся термопластичные пасты – «чернила» для принтера. После этого изделия спекают при высокой температуре, благодаря чему они обретают нужные свойства.

Томские ученые разработали твердотельный усилитель мощности в миллиметровом диапазоне>>

Элементы, которые печатают на этом принтере, сверхпрочные, и они востребованы в аэрокосмической отрасли, химической и нефтегазовой промышленности. В частности, из такой керамики можно изготавливать корпуса микросхем для спутников, в которых, по словам ректора ТГУ, заинтересовано предприятие «Роскосмоса» – НПЦ «Полюс». Еще одним заказчиком выступает АО «Климов». Компания создает для вертолетов газотурбинную установку нового образца и нуждается в деталях для двигателей. Через несколько месяцев университет намерен продемонстрировать «Климову» опытный образец из керамики, напечатанной на 3D-принтере.

Для повышения КПД газотурбинной установки, необходимо увеличить рабочую температуру в горячей зоне до 1500 °C. Ни один металл в этом диапазоне температур и в химически агрессивной среде не работает. В связи с этим конструкторы ищут новые материалы и новые способы изготовления изделий из них.

Преодолена зависимость от Украины по вертолетным двигателям >>

Керамика, напечатанная на 3D-принтере, по свойствам превосходит высоколегированные стали, цветные металлы и твердые сплавы. Ранее простого способа получения качественных изделий сверхсложной формы из нее не существовало. Томским ученым удалось решить эту проблему с помощью аддитивных технологий (послойного синтеза). Параллельно в вузе создают порошковый материал, из которого будут изготавливать детали двигателя с помощью лазерного выращивания. Его также представят «Климову» в середине 2017 года.

* Аддитивная технология - технология 3D-печати появилась в 1986 г., когда компания 3D Systems разработала первый специальный принтер – машину для стереолитографии, которая нашла применение в оборонной промышленности. Первые аппараты были крайне дорогими, а выбор материала для создания моделей был ограничен. Бурное развитие трёхмерной печати началось с развитием технологий проектирования (CAD), расчётов и моделирования (CAE) и механической обработки (CAM). И сегодня сложно найти область производства, где бы не применялись 3D-принтеры: с их помощью изготавливаются детали самолётов, космических аппаратов, подлодок, инструменты, протезы и импланты, ювелирные изделия и др. Перспектива очевидна – аддитивная технология в ближайшее время станет приоритетной технологией машиностроения.

Суть аддитивных технологий заключается в соединении материалов для создания объектов из данных 3D-модели слой за слоем. Этим они отличаются от обычных субтрактивных технологий производства, подразумевающих механическую обработку – удаление вещества из заготовки. Аддитивные технологии классифицируют:

  •  по используемым материалам (жидким, сыпучим, полимерным, металлопорошковым);
  •  по наличию лазера;
  •  по способу фиксирования слоя построения - тепловое воздействие, облучение ультрафиолетом или видимым светом, связующим составом;
  •  по способу образования слоя.

Аддитивная технология

Есть два способа формирования слоя.

Первый заключается в том, что сначала насыпают на платформу порошковый материал, распределяют его роликом или ножом для создания ровного слоя материала заданной толщины. Происходит селективная обработка порошка лазером или другим способом соединения частиц порошка (плавкой или склеиванием) согласно текущему сечению CAD-модели. Плоскость построения неизменна, а часть порошка остаётся нетронутой. Этот способ называют селективным синтезом, а также селективным лазерным спеканием, если инструментом соединения является лазер.

В Шанхае открылась крупнейшая выставка 3D-печати >>

Второй способ состоит в непосредственном осаждении материала в точку подведения энергии.

Авиационная промышленность усиленно инвестирует в аддитивное производство. Применение аддитивных технологий позволит снизить расход материалов, затрачиваемых на изготовление деталей, в 10 раз. Ожидается, что компания GE Aviation будет ежегодно печатать 40 000 форсунок. А компания Airbus к 2018 году собирается печатать до 30 000 деталей ежемесячно. Компания отмечает значительный прогресс в характеристиках произведённых таким способом деталей по сравнению с традиционным. Оказалось, что кронштейн, который был рассчитан на 2,3 т нагрузки, в действительности может выдерживать нагрузку до 14 т при снижении его веса вдвое. Кроме того, компания печатает детали из алюминиевого листа и топливные коннекторы. В самолётах Airbus насчитывается 60 000 частей, напечатанных на 3D-принтерах Fortus компании Stratasys.

Новая поточная линия сборки агрегатов для МС 21>>

Другие компании авиакосмической индустрии также используют технологии аддитивного производства. Среди них: Bell Helicopter, BAE Systems, Bombardier, Boeing, Embraer, Honeywell Aerospace, General Dynamics, Northrop Grumman, Lockheed Martin, Raytheon, Pratt & Whitney, Rolls-Royce и SpaceX.

Малоразмерные детали изготовленные с помощью аддитивных технологий

Машины промышленного класса в России не выпускаются. Пока только ведутся разработки в "Росатоме", лазерном центре МГТУ им. Баумана, университете «Станкин», политехническом университете Петербурга, Уральском федеральном университете. «Воронежсельиммаш», выпускающий учебно-бытовые 3D-принтеры «Альфа», разрабатывает промышленную аддитивную установку. Такая же ситуация и с расходными материалами.

Новая поточная линия сборки агрегатов для МС 21>>

Лидером разработки порошков и порошковых композиций в России является ВИАМ. Им производится порошок для аддитивных технологий, использующийся при восстановлении лопаток турбин, по заказу пермского «Авиадвигателя». Прогресс есть и у Всероссийского института лёгких сплавов (ВИЛС).

Разработки ведутся различными инжиниринговыми центрами по всей Российской Федерации. "Ростех", Уральское отделение РАН, УрФУ ведут свои разработки. Но все они не способны удовлетворить даже небольшой спрос в 20 т порошка в год. В связи с этим правительство поручило Минобрнауке, Минэкономразвитию, Минпромторгу, Минкомсвязи, РАН, ФАНО, "Роскосмосу", "Росатому", "Росстандарту", институтам развития создать согласованную программу разработок и исследований. Для этого предлагается выделить дополнительные бюджетные ассигнования, а также рассмотреть возможности софинансирования за счёт средств ФНБ и других источников.

Рекомендовано поддержать новые производственные технологии, в т. ч. аддитивные, РВК, "Роснано", фонду «Сколково», экспортному агентству "ЭКСАР", "Внешэкономбанку". Также правительство в лице Минпромторга подготовит раздел государственной программы по развитию и повышению конкурентоспособности промышленности. 

Статьи, которые Вам могут быть интересны:

Самолет МС-21 совершил первый полет >>

Легкий военно-транспортный самолет Ил-112В >>

Почему «Антонов» отказался от кооперации с Россией >>

Реальное положение дел в украинской авиационной отрасли >>

Двигатель ПД-35 – отводится 10 лет и 180 млрд рублей >>

СМОТРИТЕ ВИДЕО:

    

Испытания нового самолета МС-21       Ил-96-300 -самолет президента                        Самолет МС-21                            Самолет Ил-76МД-90А

Просмотров: 3616
Загрузок: 24
Тэги : двигатель пд14 , ПД14 , САМОЛЕТОСТРОЕНИЕ
Рейтинг:
37 / 185 ( Отлично )

В этом разделе

Последние комментарии : 2

nikola 29 Июня, 2016  11:48


Отлично, реально хорошая новость, жаль такие новости крайне редки.
Архипенко 29 Июня, 2016  11:50


Южнокорейские ввс уже печатают таким образом часть запчастей для своих ф15 и вполне себе довольны
стоимость ниже 4 раза ресурс не меньше оригинальныхПодмигиваю

Добавить комментарий

Обновить

Сколько дней в году (не високосном), цифрами?

Популярные публикации
«Афганит» расстроил США сильнее «Арматы» просмотров: 26726

Российский комплекс активной защиты  "Афганит" самая впечатляющая особенность нового танка "Армата" - заявили эксперты  американского журнала The National Interest. 

Российский спецназ вооружат новым автоматом АК-400 просмотров: 25068

Концерн "Калашников" вооружит российские элитные спецподразделения и ФСБ новейшими "адаптивными" автоматами, на которые не только можно установить любой прицел, фонарь или лазерный целеуказатель,

Реальное положение дел в украинской авиационной отрасли просмотров: 22708

"МС-21 – это уже следующая высота, которую взял российский авиапром. Это уровень современных западных самолетов", – заявил советский и украинский авиаконструктор Анатолий Вовнянко,

Лучшие автокемпинги Крыма просмотров: 22538

Один из лучших способов добраться до Крыма и осмотреть его — конечно же, автотуризм. Республиканские власти выбрали девять лучших автокемпингов полуострова.

Поиск
Календарь публикаций
« Июнь 2017
Пн. Вт. Ср. Чт. Пт. Сб. Вс.
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
2627282930