В ЦИАМ разработали способ изготовления высокотемпературных конструкций, которые можно "вырастить" на 3D принтере
ФГУП "ЦИАМ им. П.И. Баранова", 3 декабря 2019 года
Специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») разработали способ создания деталей для авиадвигателей из высокотемпературных материалов методом 3D-печати.
По сравнению с металлами, эти керамические композиционные материалы выдерживают экстремально высокие температуры (1500°С — 2500°С) и обладают высокой прочностью. Именно поэтому их рассматривают в качестве основы создания конструкций в «горячих» частях перспективных двигателей. Например, камеры сгорания и соплового аппарата турбины.
Благодаря свойствам материалов, детали из них не требуют охлаждения, что позволяет повысить КПД двигателя при одновременном снижении весогабаритных параметров.
Всесторонние исследования и разработки специалистами ЦИАМ способов получения изделий из интеркерамоматричных композиционных материалов на основе карбидов, нитридов и силицидов тугоплавких металлов методом 3D-послойного отверждения — важный шаг к созданию эффективных конструкций для перспективных двигателей. В мире аналогов подобных технологий нет.
— Разработана уникальная технология получения порошковой компонентной базы для создания изделий из нового материала, — поясняет начальник отдела ЦИАМ, руководитель работы Владимир Низовцев. — Создание конструкций аддитивными методами — очень сложный и многостадийный процесс. Необходимо рассчитать стехиометрию (соотношение в материале исходных компонентов, которые определяют его свойства) порошка, его гранулометрический состав, тип добавок, чтобы получить более плотную и прочную структуру.
После изготовления на 3D-принтере изделия подвергаются термодинамической обработке на специальном оборудовании с программным управлением.
— Настраивается программа повышения температуры — от комнатной до 2 450°С, — поясняет Владимир Низовцев. — Все это происходит поступательно. Затем для снятия в конструкции термодинамических напряжений температуру начинают понижать до комнатной. Это тоже происходит поступательно по специальным программам.
Проведенные исследования прочностных свойств экспериментальных образцов из интеркерамоматричных композиционных материалов, изготовленных с применением аддитивных технологий, показали прочностные характеристики, близкие к тем, которые получены классическими методами изготовления — прессованием и спеканием.
Изобретенный в ЦИАМ способ изготовления изделий из огнеупорных материалов 3D-методом запатентован (RU 2699144).
По сравнению с металлами, эти керамические композиционные материалы выдерживают экстремально высокие температуры (1500°С — 2500°С) и обладают высокой прочностью. Именно поэтому их рассматривают в качестве основы создания конструкций в «горячих» частях перспективных двигателей. Например, камеры сгорания и соплового аппарата турбины.
Благодаря свойствам материалов, детали из них не требуют охлаждения, что позволяет повысить КПД двигателя при одновременном снижении весогабаритных параметров.
Всесторонние исследования и разработки специалистами ЦИАМ способов получения изделий из интеркерамоматричных композиционных материалов на основе карбидов, нитридов и силицидов тугоплавких металлов методом 3D-послойного отверждения — важный шаг к созданию эффективных конструкций для перспективных двигателей. В мире аналогов подобных технологий нет.
— Разработана уникальная технология получения порошковой компонентной базы для создания изделий из нового материала, — поясняет начальник отдела ЦИАМ, руководитель работы Владимир Низовцев. — Создание конструкций аддитивными методами — очень сложный и многостадийный процесс. Необходимо рассчитать стехиометрию (соотношение в материале исходных компонентов, которые определяют его свойства) порошка, его гранулометрический состав, тип добавок, чтобы получить более плотную и прочную структуру.
После изготовления на 3D-принтере изделия подвергаются термодинамической обработке на специальном оборудовании с программным управлением.
— Настраивается программа повышения температуры — от комнатной до 2 450°С, — поясняет Владимир Низовцев. — Все это происходит поступательно. Затем для снятия в конструкции термодинамических напряжений температуру начинают понижать до комнатной. Это тоже происходит поступательно по специальным программам.
Проведенные исследования прочностных свойств экспериментальных образцов из интеркерамоматричных композиционных материалов, изготовленных с применением аддитивных технологий, показали прочностные характеристики, близкие к тем, которые получены классическими методами изготовления — прессованием и спеканием.
Изобретенный в ЦИАМ способ изготовления изделий из огнеупорных материалов 3D-методом запатентован (RU 2699144).
ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова» – единственная в стране научно-исследовательская организация, осуществляющая комплексные научные исследования и научное сопровождение разработок в области авиадвигателестроения – от фундаментальных исследований физических процессов до совместной работы с ОКБ по созданию, доводке и сертификации новых двигателей, в том числе наземных газотурбинных установок. Все отечественные авиационные двигатели создавались при непосредственном участии института и проходили доводку на его стендах.
Национальный исследовательский центр «Институт им. Н.Е. Жуковского» (далее – Центр) создан в соответствии с Федеральным законом от 4 ноября 2014 года №326-ФЗ, принятым во исполнение поручения Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина от 15 сентября 2011 г. № ВП-П7-6543, для организации и выполнения научно-исследовательских работ, разработки новых технологий по приоритетным направлениям развития авиационной техники, ускоренного внедрения в производство научных разработок и использования научных достижений в интересах отечественной экономики.
Центр осуществляет от имени Российской Федерации полномочия учредителя и собственника имущества организаций в соответствии с перечнем, утвержденным Распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 декабря 2015 года № 2489-р, в порядке и объеме полномочий, которые устанавливаются Правительством Российской Федерации.
В состав центра входят следующие федеральные государственные унитарные предприятия:
- Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (г. Жуковский, Московская область);
- Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (г. Москва);
- Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (г. Москва);
- Сибирский научно-исследовательский институт авиации имени С.А. Чаплыгина (г. Новосибирск);
- Государственный казенный научно-испытательный полигон авиационных систем (пос. Белозерский, Московская область).
Национальный исследовательский центр «Институт им. Н.Е. Жуковского» (далее – Центр) создан в соответствии с Федеральным законом от 4 ноября 2014 года №326-ФЗ, принятым во исполнение поручения Председателя Правительства Российской Федерации В.В. Путина от 15 сентября 2011 г. № ВП-П7-6543, для организации и выполнения научно-исследовательских работ, разработки новых технологий по приоритетным направлениям развития авиационной техники, ускоренного внедрения в производство научных разработок и использования научных достижений в интересах отечественной экономики.
Центр осуществляет от имени Российской Федерации полномочия учредителя и собственника имущества организаций в соответствии с перечнем, утвержденным Распоряжением Правительства Российской Федерации от 4 декабря 2015 года № 2489-р, в порядке и объеме полномочий, которые устанавливаются Правительством Российской Федерации.
В состав центра входят следующие федеральные государственные унитарные предприятия:
- Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского (г. Жуковский, Московская область);
- Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (г. Москва);
- Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем (г. Москва);
- Сибирский научно-исследовательский институт авиации имени С.А. Чаплыгина (г. Новосибирск);
- Государственный казенный научно-испытательный полигон авиационных систем (пос. Белозерский, Московская область).
ПАО "Аэрофлот"
Госкорпорация Ростех
АО "ОДК"
АО "Международный аэропорт Иркутск"
Госкорпорация Ростех
АО АК "РусЛайн"
Московский авиационный институт
ГК "Геоскан"
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"
Авиакомпания AZUR air
Холдинг "Вертолеты России"
АО "Ред Вингс"
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»
АО "Хабаровский аэропорт"
ООО "Аэроэкспресс"
ПАО "Аэрофлот"
Московский авиационный институт
ПАО "Аэрофлот"
АО "ОДК"
ООО "Аэроэкспресс"
|
|
|
||
|
|