Ученые СамГТУ представили новую методику литья образцов деталей для аэрокосмической отрасли

Специалисты кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии» Самарского политеха изучают и занимаются практической апробацией передовой технологии 3D-печати металлических изделий с помощью прямого лазерного наплавления — это вид обработки, который позволяет эффективно восстанавливать металлические детали, подвергшиеся износу при эксплуатации.

«Эта технология — новая для нашей кафедры. В отличие от традиционного литья, она позволяет быстро получить пилотный образец и исследовать его качество. Это особенно актуально для предприятий аэрокосмической отрасли, где зачастую нужны небольшие партии деталей сложной конфигурации и больших габаритов. При помощи лазерного наплавления производство таких деталей возможно в короткие сроки и с меньшими затратами материальных ресурсов и энергии. Кроме того, готовые изделия практически не требуют механической обработки», — рассказывает декан факультета машиностроения, металлургии и транспорта Самарского политеха Константин Никитин.

Материалом для создания изделий при лазерном наплавлении служит порошок состава Ni-Cr-W-Mo. Это металлопорошковая композиция российского производства из жаропрочного сплава ЭП648 на основе никеля, обладающая высокими параметрами текучести и отсутствием пористости.

3D-печать происходит следующим образом: из бункера через специальное сопло порошок подается в рабочую зону совместно с инертным газом (аргоном), который формирует струю порошка. Лазерный луч сплавляет порошковую массу по специальной траектории, заданной управляющей программой. В итоге слой за слоем наращивается определенная форма будущего изделия.

Также авторы рассмотрели химический и гранулометрический состав исходного порошка российского производства на соответствие технологическим стандартам и отметили его высокое качество.

Затем начался этап апробации 3D-печати изделий с использованием изучаемого порошка. При помощи разных режимов наплавки ученые исследовали качество полученных образцов — наличие и величину пор, трещин, однородность структуры и т. д. В итоге удалось определить оптимальные параметры печати и изготовить изделие, полностью соответствующее требованиям конструкторско-технологической документации.

«В данной технологии, по сравнению с традиционными, не требуется изготавливать дорогостоящую оснастку — приспособления для установки и закрепления заготовок и инструментов. Кроме этого, на изготовление оснастки требуется много времени. Для прямого лазерного нанесения нужна только 3D-модель, по которой производится «выращивание» заготовки. Мы сокращаем цикл производства за счет объединения количества сборочных единиц в цельную заготовку. По нашей технологии готовая деталь может выйти уже через месяц», — объясняет Константин Никитин.

По словам авторов, разработка существенно поможет в импортозамещении аддитивных технологий в стране.

Технология успешно апробирована на отечественном оборудовании Института лазерных и сварочных технологий Санкт-Петербургского государственного морского технического университета при финансовой поддержке коммерческого партнера. Результаты исследования опубликованы в одном из международных научных изданий.

Пресс-релиз