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:

Эмирейтс покажет матчи «Ролан Гаррос» в прямом эфире на высоте 10 000 метров
Авиакомпания Emirates

Помощники экипажа: авиакомпания NordStar поздравила маленьких путешественников с днем защиты детей
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Шереметьево обслужил первых пассажиров по биометрической идентификации при прохождении предполетных процедур
АО "Международный аэропорт Шереметьево"

AZUR air запустила прямые рейсы в Анталью из Новосибирска
Авиакомпания AZUR air

Аэрофлот объявляет финансовые результаты за 1 квартал 2026 года по МСФО
ПАО "Аэрофлот"

«Аэроэкспресс» запустил акцию «Паспорт путешественника» для маленьких пассажиров
ООО "Аэроэкспресс"

Аэрофлот запустил биометрическую идентификацию пассажиров в Шереметьево и Пулково при прохождении предполётных процедур
ПАО "Аэрофлот"

Из Норильска во Владикавказ: авиакомпания NordStar выполнила первый рейс по новому направлению
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Новый рейс НордСтар во Владикавказ
Московский аэропорт Домодедово

Авиакомпания NordStar выполнила первый рейс из Домодедово во Владикавказ
АО "Авиакомпания "НордСтар"

Сотрудники «Газпромнефть-Аэро» приняли участие в экологической акции в Рязани
АО "Газпромнефть-Аэро"

Аэропорт Красноярск отмечает 5-летний юбилей работы хаба Группы «Аэрофлот»
Международный аэропорт Красноярск

«Росэл» создал нанопасту для космической электроники
Холдинг «Росэл»

Семейный фестиваль от аэропорта «Казань» по случаю Международного дня защиты детей: «Взлётка фест»
АО "Международный аэропорт "Казань"

Авиакомпания «Аврора» продолжает полеты по социально значимым рейсам до конца летнего расписания 2026 года из Хабаровска в Зею, Тынду, Ноглики, Шахтерск и из Владивостока в Курильск
АО "Авиакомпания "Аврора"

Аэрофлот возобновил регулярное авиасообщение с ОАЭ
ПАО "Аэрофлот"

Спасти морского льва перед вылетом: в аэровокзале Южно-Сахалинска прошёл День юного пассажира
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Рейсы из Международного аэропорта Владивосток в Нерюнгри возобновлены
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Аэрофлот отмечает 5-летие сибирского хаба
ПАО "Аэрофлот"

Аэрофлот поздравит юных пассажиров с Днём защиты детей
ПАО "Аэрофлот"