Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 688

Новая технология ученых позволит печатать высокоточные детали для самолетов и ракет

Ученые Пермского Политеха с коллегами из Индии разработали уникальную технологию, которая повысит эффективность производства сложных металлических изделий для самолетов и ракет
Модель с внутренней ячеистой cтруктурой

Модель с внутренней ячеистой cтруктурой

 

12 апреля отмечается Всемирный день авиации и космонавтики. Сегодня авиа- и ракетостроение продолжают активно развиваться. В частности, ученые Пермского Политеха с коллегами из Индии разработали уникальную технологию, которая повысит эффективность производства сложных металлических изделий для самолетов и ракет. На детали с высокой точностью размеров и качеством поверхности, полученные с помощью литья по выжигаемым моделям, сейчас высокий спрос. Разработка помогла увеличить точность и качество 3D-печати опытных изделий, что позволило на 34% повысить экономическую эффективность технологии.

Результаты работы ученые опубликовали в международном журнале 1-го квартиля Rapid Prototyping Journal. В исследовании также приняли участие исследователи из Инженерно-технологического института Тапара (Патиала, Индия) и Инженерно-технологического колледжа Беанта (Гурдаспур, Индия).

Процесс литья основан на создании модели изделия, которую покрывают керамической оболочковой формой. Затем модель сжигают в печи и в полую керамическую форму заливают расплавленный металл. Качество металлической детали будет зависеть от точности этой формы. Чтобы сохранить ее в целостности, необходимо разработать специальную структуру модели и режимы ее выжигания, считают ученые.

– Сейчас для производства выжигаемых и выплавляемых моделей опытных деталей используют пенополистирол или воск. Однако эти материалы дороги и не обеспечивают требуемую точность при изготовлении крупногабаритных и сложнопрофильных изделий. Мы предложили создавать модели из фотополимеров с регулируемой ячеистой структурой. Этот метод обеспечит высокую точность изготовления модели, ее прочность при нанесении формы и минимальное образование пепла при выжигании. Технология повысит качество получаемой отливки, что очень важно в таких наукоемких отраслях промышленности, как машиностроение, ракетостроение и авиация, – отмечает автор исследования, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского Политеха, кандидат технических наук Тимур Абляз.

Исследование различных типов внутренних ячеистых структур

Исследование различных типов внутренних ячеистых структур

 

Ученые выяснили, что наилучший способ достичь этой цели – использование аддитивных технологий. Фотополимерные модели деталей с регулируемой ячеистой структурой «выращивают» на 3D-принтере и выжигают при определенных температурных условиях. Для определения необходимых параметров 3D-печати исследователи разработали компьютерную модель в программе ANSYS. Они провели серию экспериментов, чтобы выявить закономерности изменения физико-механических свойств фотополимерного материала при нагреве. В результате ученые определили оптимальные температурные режимы выжигания моделей, которые обеспечат эффективный и стабильный процесс производства.

– Мы выяснили, что если выжигаемая модель будет заполнена фотополимером на 85%, то это сдержит максимальные напряжения в керамической оболочковой форме на уровне 6,5 МПа. Такие условия позволят уменьшить брак при удалении материала. Наличие ячеек снизит расход материала на производство модели и уменьшит количество пепла при ее выжигании. В результате этого производители смогут уменьшить количество дефектов и трещин в изделиях, – поясняет ученый.

Исследователи провели промышленные испытания разработки, которые позволили увеличить эффективность технологического процесса литья на 34%. По словам ученых, с помощью новой технологии можно будет снизить себестоимость изготовления деталей для самолетов и ракет. Разработка уже вызвала интерес со стороны промышленного производства.

 

Информация и фото предоставлены пресс-службой Пермского Политеха

3D-печать Пермский Политех аддитивные технологии высокоточные детали

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.