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:

Сотрудничество Геофизического центра РАН и «Терра Тех» способствует развитию исследований Арктики
АО "Российские космические системы"

Ростех подтвердил успешную работу авиадвигателя ПД-8 в условиях ливней
Госкорпорация Ростех, АО «ОДК»

Авиакомпания NordStar расширяет действие услуги «Увеличенный срок для оплаты билета»
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Из аэропорта Владивосток на новогодние каникулы в Шанхай!
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Более 70 инженеров Ростеха принимают участие в V Конгрессе молодых ученых
Госкорпорация Ростех

Иркутский аэропорт установил новые мачты освещения
АО "Международный аэропорт Иркутск"

В главной авиагавани Камчатки открылась комната матери и ребёнка
АО УК "Аэропорты Регионов"

Utair будет выполнять полеты по 21 маршруту в зимнем сезоне из Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Nordwind Airlines запускает регулярные рейсы между Казанью и Стамбулом
АО "Международный аэропорт "Казань", Nordwind Airlines

Первый в мире режим перехвата беспилотников появился в отечественном симуляторе «Квадросим»
Университет 2035

ЦАГИ представил инновационную разработку на Всероссийском форуме
ФАУ "ЦАГИ"

Аэрофлот запустил продажу дополнительных услуг через чат-бота
ПАО "Аэрофлот"

ОДК-Кузнецов организовал круглый стол по ключевым трендам в управлении персоналом
ПАО «ОДК-Кузнецов»

ГТЛК фиксирует уверенный рост выручки до 112 млрд рублей за 9 месяцев 2025 года, несмотря на внешние вызовы
АО "ГТЛК"

Международный аэропорт Красноярск фиксирует рост пассажиропотока на китайских направлениях
Международный аэропорт Красноярск

Три разработки и шесть побед: маёвцы отличились на всероссийском слёте инженерных команд в области БАС
Московский авиационный институт

Команда «ОКБ «Аэрокосмические системы» стала победителем конкурса «Авиастроитель года»
АО «ОКБ «Аэрокосмические системы»

Ростех объединился с ведущими вузами страны для создания прорывных технологий
Госкорпорация Ростех

ОДК-Сатурн начали готовить наставников для целевиков образовательных треков Ростеха
АО "ОДК"

ГТЛК демонстрирует уверенный рост за 9 месяцев 2025 года
АО "ГТЛК"