Волшебный порошок в Питере

Российское двигателестроительное предприятие «Климов» (Санкт-Петербург, входит в ОДК) сообщило о том, что до конца 2017 года впервые напечатает на 3D-принтере по аддитивной технологии авиадвигатель. Пока речь идет о силовой установке беспилотного летательного аппарата (БПЛА).

Информацию о революционном для отечественного двигателестроения проекте, когда вся силовая установка впервые будет изготовлена по передовой технологии на установке селективного лазерного спекания из отечественных расходных материалов, озвучил исполнительный директор санкт-петербурского предприятия Александр Ватагин. Он пояснил, что «двигатели, напечатанные на 3D-принтере, дешевле в производстве, чем в случае классической сборки». Раньше на предприятиях, чтобы изготовить деталь, использовали традиционные технологии, для которых требовалась оснастка. Что всегда было связано с дополнительными временными затратами. При этом производственный цикл мог достигать от трех до шести месяцев. Сегодня при аддитивном производстве затрачивается порядка 48 часов.

Новые технологии позволяют использовать практически ровно то количество материала (металлического порошка), которое необходимо для готовой детали. Кроме того, сокращается время на создание прототипа детали и самой модели двигателя. В совокупности это даёт ощутимый экономический эффект: снижаются трудозатраты при производстве высокотехнологичной продукции, объём материала и время обработки.

Добавим, что элементы конструкции двигателей в России уже печатают на 3D-принтерах (установках селективного лазерного спекания) по аддитивной технологии. Например, недавно «Техносфера» сообщала, что в Самаре впервые в нашей стране на таком 3D-принтере по аддитивной технологии из отечественного сырья напечатана и испытана камера сгорания обычного авиационного газотурбинного двигателя ТА-8 (МГТД).

Сейчас также ведется разработка первого отечественного трехмерного высокопроизводительного принтера для печати из металла. Первым пользователем нового принтера станет еще одно двигателестроительное предприятие — ОАО «Кузнецов», для которого в 2017 году в рамках данного проекта будет изготовлен его первый образец.

Источник материала
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@proru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Читайте также:

Комментарии о материале (сверху свежие):
  1. Anunah (2017-04-19 22:12:37)
    Ура, таваристчи, ура!
  2. DonR (2017-04-19 22:12:59)
    Ух ты ж ёпрст! Практически создаются технологии по игре EVE online. И про первые "нейросети", как устройства усилителей человеческого интеллекта, работы пошли, около года назад, что то такое писали австралийцы. Именно как биоустройства встраиваемые в мозги. Осталось только гипердвигатель, эээ гравицапу, придумать и будет полная Кин-дза-дза. Надо "Сумму технологий" С.Лема освежить в памяти, где он напредсказывал многие технологии уже воплощенные в реальность типа виртуала.
  3. Goblin78 (2017-04-19 22:50:44)
    Ну норм ,чё
  4. FLY_Slim Jr. (2017-04-20 01:18:17)
    Очень збс
  5. Tim_duke (2017-04-20 08:12:56)
    Смело, но невыполнимо. Кроме как "напечатать" многие детали нужно ещё и доделать -- закалка, отпуск, искусственное старение, ковка -- без этих манипуляций пока ещё ничего не работает. Соответственно -- доп. оборудование, инструменты, трудозатраты.
  6. Capuchin (2017-04-20 09:58:00)
    Смею предложить замену слова "невыполнимо" на "сложно".
  7. sok (2017-04-20 11:41:43)
    Камера сгорания уже напечатана и работает. Это факт.
  8. Tim_duke (2017-04-20 11:52:14)
    Камера сгорания вещь технологически несложная, трения нет, движущихся частей нет. Пусть подшипник напечатают, тогда посмотрим.
  9. Proper (2017-04-20 12:06:52)
    А зачем подшипник печатать? Это же стандартное изделие. Вы еще болты и гайки печатать предложите. >>Камера сгорания вещь технологически несложная Хренасе заявочки. Камера сгорания - это самое сложное в турбореактивном двигателе. Именно от нее процентов на 90 зависят параметры двигателя. Например, в известном двигателе PowerJet SaM146 для Суперджета отечественное НПО Сатурн не справилось именно с камерой сгорания - из-за чего ее пришлось покупать у французской Snecma. Заодно купили и остальную "горячую" часть двигателя, чтобы не столкнуться с проблемами на стыке. А если вы внимательно посмотрите на линейку пермских моторов ПД (ПД-14 и его деривации) - то вы обнаружите, что весь этот двигатель построен вокруг камеры сгорания, дизайн которой упёрт у Pratt&Whitney. Был у пермяков такой совмесный проект по мотору ПС-90 - предполагалось серьезно повысить его параметры, просто инкорпорировав в существующую конструкцию более продвинутую камеру сгорания от PW. Пермяки у канаццев получили документацию на камеру, получили расчетные модели, позволяющие адаптировать камеру к разным давлениям и потокам - а потом кинули канаццев. Все остальные части турбореактивного двигателя - как раз не представляют особых сложностей. Ну разве что турбина высокого давления требует решений по жаростойким материалам и охлаждению лопаток - а так остальное довольно примитивно. Лопатки, хоть и имеют сложную форму - но делаются массово, сериями, сборка колес и промежуточных аппаратов тоже не представляет проблему. Скажу больше - в этих узлах давно нет практически никакого прогресса. Американцы до сих пор сидят на конструкции турбин и нагнетателей, разработанных еще для бомбардировщика B1. Весь прогресс сосредоточен в камерах сгорания, да еще в вентиляторах.
  10. Proper (2017-04-20 12:58:10)
    Чтобы все воткнули, насколько сложно сделать камеру сгорания ТРД - вот вам циферки: Воздушный поток, поступающий на вход в камеру сгорания, может иметь температуру до 700°С и давление до 45 атм. Внутри нее (в факеле) температура может достигать величины порядка 2200°С, а на выходе из него — 1650°С. Тут уместно вспомнить, что температура плавления материалов, из которых изготовлены узлы, где происходит непосредственное горение топлива (так называемая жаровая труба) имеет величину около 1300-1350°С. Как же это работает? А вот так - горячие газы отжимают от стенок жаровой трубы менее горячими потоками, саму трубу охлаждают, и так далее. Посмотрите внимательно на картинку, которую я запостил - там есть некоторые детали этого процесса. Как вы можете заметить - стенки жартрубы сделаны проницаемыми, снаружи на них имеются радиаторы, ну и так далее. Перед создателями камер сгорания ГТД стоит также задача обеспечения так называемого устойчивого горения в потоке (а значит надежности работы). Это приходится делать в условиях, которые для нормального горения и надежного распространения пламени, мягко говоря, малопригодны. Скорости потока очень высоки (иной раз больше скорости распространения пламени), а состав топливо-воздушной смеси часто может находиться вне концентрационной зоны распространения пламени. При всех этих экстремальных условиях нагреваемые узлы (особенно жаровые трубы) ощутимо меняют свои размеры (ведь тела, как известно, при нагревании расширяются) как в радиальном, так и в осевом отношении. Это заставляет конструкторов принимать специальные меры для компенсации теплового расширения этих узлов во избежание их деформации и потери надежности и корректной работоспособности (чаще всего что-то типа скользящего соединения). Кроме того при таких высоких температурах создаются отличные условия для газовой коррозии металлов, из которых изготовлены теплонапряженные детали. Ведь они постоянно омываются химически активными газами под большим давлением (до 40 атм) и с большой скоростью потока. Этот неприятный факт может существенно сократить ресурс и надежность КС. Короче говоря, условия работы камеры сгорания ГТД очень тяжелы и сложно организованы. А теперь еще учтите, что нарисованная картинка разреза изображает не одиночную камеру сгорания, а ТОРОИД. Тороидальная камера сгорания как бы обнимает приводной вал, идущий от турбин к компрессорам. Коэффициент полноты сгорания топлива для современных двигателей достигает на расчетных режимах величин 0,98-0,99. Казалось бы - камеры сгорания уже доведены до совершенства? Но это еще не конец. Как известно, эффективность тепловой машины прямо зависит от разницы температур между нагревателем и холодильником. Соответственно топливо в камере сгорания надо не просто сжечь, а выжать из него максимальную температуру. Вдобавок надо обеспечить малую величину показателя неравномерности поля температур на выходе из камеры сгорания (неравномерность отрицательно сказывается на лопатках горячей части турбины).
  11. Proper (2017-04-20 13:14:03)
    Кольцевая камера сгорания двигателя НК-32 (самолет ТУ-160). Диаметр - примерно в рост человека. Внутри она очень сложно устроена, там много-много всяких форсунок, направляющих лопаточек и прочего. Жаровая труба кольцевой камеры сгорания представляет из себя тоже тороид, или набор колец. Более того. Существуют камеры сгорания с двумя зонами горения, каждая из которых оптимизирована для работы на определенных режимах. Причем бывают двухзонные КС, в которых зоны горения расположены одна за другой последовательно - и двухярусные, в которых зоны горения расположены одна над другой, то есть параллельно. Хе-хе, как всё непросто, правда? PS. Только поездом, да.
  12. Hmm4 (2017-04-21 06:35:37)
    Всё так. Только камеру сгорания (у нас) напечатали для древнего ТА-8 и сколько он проработал скромно умолчали. При печати двигателей вылазят 2 недостатка аддитивных технологий: низкая точность и рыхлая (неконтролируемая) структура материала изделия. В итоге использование 3D печати в двигателестроении... крайне полезно на этапе прототипирования! Оно позволяет выиграть несколько месяцев на создании опытных образцов.
Чтобы писать свои комментарии - надо залогиниться на сайте. Тогда и вид комментариев станет более красивым.