В МАИ создали технологию очистки аддитивных деталей космических аппаратов

Московский авиационный институт, 18 июля 2023 года

Учёные Московского авиационного института разработали перспективную технологию очистки промышленных деталей, получаемых селективным лазерным сплавлением (СЛС). Работа велась на примере образцов теплообменников из алюминиевого сплава AlSi10Mg ракетно-космической корпорации «Энергия», которые применяют в том числе на космических кораблях.

Селективное лазерное сплавление — один методов аддитивного производства, который осуществляется по принципу 3D-печати с помощью лазеров высокой мощности для создания трехмерных физических деталей за счёт сплавления металлических порошков лучом лазера. Эта новая технология становится всё более востребованной в промышленности благодаря высокой скорости производства и возможности изготавливать детали различных геометрических форм на одном оборудовании.

Однако она имеет и ряд недостатков. Поверхность готовых изделий характеризуется высокой шероховатостью, а также наличием налипших частиц порошка на поверхности готовой детали. В результате чего требуется дополнительная постобработка поверхности.

— РКК «Энергия» занялась созданием теплообменников по СЛС-технологии. И столкнулась с проблемой во время испытаний в космосе. Из-за наличия частиц порошка с низкой адгезией к поверхности на внутренних поверхностях теплообменника, система обеспечения теплового режима гораздо быстрее выходила из строя. Это связано с тем, что в процессе работы системы, частицы порошка отрывались от поверхности, что приводило её к засорению. Данная проблема значительно сокращает срок службы системы теплого обеспечения с теплообменниками, полученными селективным лазерным сплавлением, по сравнению с традиционными, которые могут работать 10-15 лет, — рассказала автор работы, аспирантка кафедры № 205 «Технология производства двигателей летательных аппаратов» МАИ Мария Еремкина.

Маёвская технология очистки позволила снизить шероховатость поверхности образцов на 20-25% и очистить поверхность внутренних каналов от налипших частиц порошка. Предложенная методика включает в себя три последовательных этапа химической очистки детали — травление, осветление и матирование.

— Сами по себе эти способы очистки хорошо известны. Образец последовательно помещают в различные растворы на определенное время при повышенной температуре. За счёт этого очищается поверхностный слой. Но уникальность нашей работы в том, что их раньше не применяли для деталей, полученных селективным лазерным сплавлением. Мы сумели подобрать оригинальные химические составы с оптимальной концентрацией. Также мы на практике определили, сколько времени держать образцы в растворе. Это важно, потому что если их передержать, поверхность начинает деградировать с существенной потерей массы, — подчеркнула Мария Еремкина.

Для исключения коррозии деталей после такой трёхэтапной очистки учёные МАИ предложили защитить поверхность нанесением химического никель-фосфорного покрытия. Результаты эксперимента показали положительный результат — на поверхность внутренних каналов было осаждено никель-фосфорное покрытие с толщиной слоя 8-10 мкм. Данное покрытие характеризуется повышенной коррозионной и износостойкостью, повышенными физико-химическими характеристиками.

Помимо РКК «Энергия» интерес к разработке проявили в Центральном институте авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦИАМ). Они передали специалистам МАИ для исследований образцы теплообменников собственного производства.

Все работы ведутся на базе оборудования кафедры № 205 «Технология производства двигателей летательных аппаратов» МАИ. Технологию нанесения покрытий и растворы разработала Мария Еремкина под руководством профессора Ирины Асланян. С проведением экспериментов и продвижением технологии на конференциях помогает студент института № 2 «Авиационные, ракетные двигатели и энергетические установки» МАИ Дэвид Якубов.

При этом работа учёных по повышению долговечности готовых изделий продолжается. Результаты новейших исследований заняли первое место на XLIX Международной молодёжной научной конференции «Гагаринские чтения» по сектору «Технологии изготовления двигателей летательных аппаратов и энергетических установок».




Сообщения компаний:

110 студентов пройдут межрегиональную практику на 17 авиационных предприятиях при поддержке МАИ и ОАК
Московский авиационный институт

Utair расширяет программу полетов в Горно-Алтайск
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Состоялось годовое общее собрание акционеров Аэрофлота
ПАО "Аэрофлот"

Первый серийный беспилотник с отечественным ДВС внесен в реестр Минпромторга
ГК "Геоскан"

Аэропорт Внуково и Рексофт завершили внедрение комплексного решения для обработки багажа из реестра российского ПО
Рексофт

Аэропорт Внуково перевел систему обработки багажа на российское ПО в рекордные сроки без остановки работы
АО "Международный аэропорт "Внуково"

Аэропорт Братск увеличил частоту рейсов
Аэропорт Братск

Энергоагрегаты ОДК отработали 1,5 млн часов на объектах ТЭК
АО "ОДК" ; ООО «ОДК Инжиниринг»

Из Красноярска в Санкт-Петербург: увеличится количество рейсов уже этой осенью
Международный аэропорт Красноярск

Аэропорт Владивосток поддержал благотворительный «Забег Добра»
АО "Международный аэропорт Владивосток"

В аэропорту Краснодар готовность нового терминала достигла 54%
Международный аэропорт Краснодар

Информационное сообщение для пассажиров, следующих в/из аэропорта Грозный
Аэрофлот

Геоскан и минцифры Красноярского края заключили соглашение о развитии беспилотных авиационных систем в регионе
Геоскан

Уральские авиалинии расширяют полетную программу в Абхазию
Уральские авиалинии

Опытно-конструкторское бюро ОДК-Кузнецов 80 лет создает передовые двигатели для авиации и космоса
ОДК

Вместительная гостиница, доступные зоны отдыха и новые сервисы: аэровокзал «Южно-Сахалинск» представил план развития на ближайшие годы
Аэровокзал «Южно-Сахалинск»

Авиакомпания «РусЛайн» выполнит рейсы из Перми в Сухум в июле
РусЛайн

В аэропорту Шереметьево состоялось торжественное открытие и освящение часовни в честь Архангела Михаила и прочих Небесных Сил бесплотных
Международный аэропорт Шереметьево

В аэропорту Шереметьево состоялось торжественное открытие и освящение часовни в честь Архангела Михаила и прочих Небесных Сил бесплотных
Международный аэропорт Шереметьево

КРЭТ запустил на «Инженерах будущего» образовательный трек по ИИ и беспилотным системам
КРЭТ