УДК 669

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ 3D ПРИНТЕРА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

П.Ю. Юров, студент; О.В. Горожанкина, ст. преподаватель Воронежский государственный технический университет

Развитие технологий 3D печати дает возможность их применения в металлургии, в том числе для изготовления деталей авиационной техники. Особая роль 3D принтеров в литье состоит в том, что они позволяют создать более точную модель изделия с наименьшими затратами.

Почти каждое российское предприятие имеет производство по выпуску металлических изделий из различных материалов и сплавов и сталкивается с проблемными ситуациями при изготовлении ответственных деталей сложной формы. Поэтому для подобных изделий используют такой способ металлообработки, как литье по выплавляемым моделям. Развитие технологий 3D-печати предоставляет новые возможности для литейного производства [1].

На смену традиционному процессу создания литьевых моделей приходит технология SLM-печати. Печатные модели, созданные на SLM оборудовании, заменяют традиционные модели. Использование SLM-технологии дает возможность быстро изготовить точные изделия из металла с хорошим качеством поверхности по сравнению с другими технологиями [2, 3].

Традиционное производство из металлов и пластиков очень расточительно - в авиапромышленности, например, до 90% материалов уходит в отходы. 3D-печать металлами потребляет меньше энергии и сокращает количество отходов до минимума. Кроме того, готовое 3D-печатное изделие может быть до 60% легче, по сравнению с фрезерованной или литой деталью.

Благодаря возможностям 3D-принтеров промышленные компании получили возможность производить детали тех форм, которые невозможно повторить на обычных промышленных станках. Например, форсунка, которую производит General Electric, включает в себя восемнадцать отдельных частей, которые соединялись между собой сваркой. А с применением принтеров трёхмерной печати эта

273

деталь является цельной и весит на 25 процентов меньше, чем изначально. Такое быстрое производство облегчает процесс выпуска двигателя, ведь в него входит 19 форсунок. Также аддитивным способом изготовлены детали для газотурбинного оборудования, локомотивов, ракетных двигателей, которые испытываются специалистами НАСА [4]. Но это далеко не единственное направление, ведь деятельность GE охватывает еще и водный и железнодорожный транспорт.

Ge-AvioAero в Италии - первая в мире полностью 3D-печатная фабрика, которая выпускает компоненты для реактивных двигателей LEAP (рисунок 1).

Рисунок 1 - Части реактивного двигателя GE’s LEAP, напечатанные в 3D на фабрике аддитивного производства AvioAero

Airbus изготовила беспилотник, состоящий на 90% из деталей, напечатанных на промышленном принтере. На лайнерах A350 изготавливают кронштейны из титанового порошка.

Рыбинское ПАО "НПО "Сатурн" изготавливает детали газотурбинных двигателей из нового кобальтового сплава методом аддитивных технологий. Создание нового сплава уже освоили, он использовался в новых турбинах рыбинского производства. Новый сплав адаптирован для изготовления деталей путем селективного лазерного сплавления металлопорошковой композиции. Он отличается повышенной жаропрочностью, стойкостью к температурной и солевой коррозии, а также высокой рабочей

274

температурой. Исследования свойств и разработка оптимальных технологических параметров послойного синтеза кобальтового сплава велись на "НПО "Сатурн" более двух лет. Сейчас его паспортизируют. Кроме того, рыбинское предприятие изготавливает детали ГТД из композиционных материалов на полимерной и керамической основах.

Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов и Томский политехнический университет тестирует комплектующие в двигателях для МС-21. В процессе производства агрегата ПД-14 используется завихритель фронтового устройства камеры сгорания.

На сегодняшний день используется несколько видов материалов, применяющихся в 3D-принтерах: титановые сплавы, алюминиевые сплавы, кобальтхромовые сплавы, никелевые сплавы и др.

Благодаря возможностям 3D-принтеров промышленные компании получили возможность производить детали тех форм, которые невозможно повторить на обычных промышленных станках. Такой метод позволяет экономить на ресурсах, производить детали с более прочной структурой, но с меньшей массой.

Литература

1.http://3dtoday.ru - Сообщество владельцев 3D-принтеров

2.https://litejka.ru/3d-modelirovanie-v-lite/ -Технология 3D-печати в

литье

3.http://3dtoday.ru/wiki/DMLS_print/ - Технология DMLS 4.http://3d-week.ru/proizvodstvo-aviatsionnyh-detalej-na-3d-prin-

terah/ Производство авиационных деталей на 3D-принтерах

Voronezh State Technical University

POSSIBILITIES OF APPLICATION OF 3D PRINTER FOR MANUFACTURE OF AVIATION TECHNOLOGY PARTS

Y. P. Yurov, O.V. Gorozhankina

The development of 3D printing technologies makes it possible to use them in metallurgy, including for the manufacture of aviation equipment parts. The special role of 3D printers in casting is that they allow you to create a more accurate product model with the least cost.

Key words: investment Casting, 3D printer, Aircraft Details

275