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:

Выпускники Предуниверсария МАИ установили рекорд России по результатам ЕГЭ
Московский авиационный институт

80 лет полета мысли: опытно-конструкторское бюро ОДК-Климов отмечает юбилей
АО "ОДК"

Делегация Правительства Калужской области изучила производственную систему аэровокзала «Южно-Сахалинск»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Разработка МАИ поможет повысить эффективность исследований в области фундаментальной физики
Московский авиационный институт

180 тысяч человек посетили фотовыставку Аэроэкспресса и Русского географического общества, посвященную России
ООО "Аэроэкспресс"

С заботой о пассажирах: Аэроэкспресс бесплатно раздает воду в экспресс-автобусах в жару
ООО "Аэроэкспресс"

Учебный симулятор «Пионер Дрон Сим» внесен в реестр российского ПО
ГК "Геоскан"

Utair введет дополнительный рейс из Москвы в Анталью
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Аэропорт Братск отмечает 62 день рождения
Аэропорт Братск

Маршрут построен: четвероногие сотрудники аэровокзала «Южно-Сахалинск» приступили к патрулированию комплекса
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Будущие пилоты начинают путь: сборы юных планеристов в Борках
Национальный аэроклуб России имени Чкалова

Ростех оснастил аэропорт Махачкалы первой отечественной системой идентификации по радужной оболочке глаза
Госкорпорация Ростех

ОДК обучит 300 школьников азам 3D-печати в рамках форума «Инженеры будущего-2026»
АО "ОДК"

Эмирейтс представила новую коллекцию дорожных наборов Bulgari для пассажиров Первого и Бизнес-класса
Авиакомпания Emirates

«Газпромнефть-Аэро» провела отборочные соревнования «Лучший по профессии – 2026» в Твери
АО "Газпромнефть-Аэро"

Аэрофлот расширяет время завтраков на борту и предлагает новые кофейные напитки
ПАО "Аэрофлот"

«АльфаСтрахование» подарила Пулково арт-объект из Эрмитажа
АО "АльфаСтрахование"

Ростех представил новую помехозащищенную систему связи для БПЛА
Госкорпорация Ростех

20 человек эвакуировала со взлётно-посадочной полосы команда аэровокзала «Южно-Сахалинск»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Из Международного аэропорта Владивосток открыто прямое авиасообщение с городом Чаньчунь
АО "Международный аэропорт Владивосток"