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:

Студенты Сибирского федерального университета — в числе победителей «Лиги профессионалов будущего»
АО "Газпромнефть-Аэро"

Улан-Удэнский авиазавод помог школьнику приблизить мечту о работе в авиации
Холдинг "Вертолеты России"

Двигатели ОДК надежно отработали во время запуска ракеты «Союз-2.1б» с космодрома Плесецк
АО "ОДК"

Около 1000 избирателей планируют проголосовать в аэропорту Красноярск
Международный аэропорт Красноярск

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов на рейсы из Южно-Сахалинска в Шанхай на зимний период полетов
АО "Авиакомпания "Аврора"

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу авиабилетов на рейсы из Хабаровска в Анадырь, Улан-Удэ, Якутск и Читу до конца 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Международный аэропорт Владивосток по итогам восьми месяцев 2026 года увеличил пассажиропоток на 11%
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Первый коллектив изобретателей ВОИР создали в холдинге «российские космические системы»
АО "Российские космические системы"

Новые правила обслуживания маломобильных пассажиров позволяют авиакомпании Smartavia расширить сферу услуг
АО "Авиакомпания Смартавиа"

Уральские авиалинии открывают новые рейсы из Санкт-Петербурга в Сухум
ОАО АК "Уральские авиалинии"

Маршрутная сеть аэропорта «Сухум» расширяется: «Уральские авиалинии» запускают прямые рейсы из Санкт-Петербурга
Международный аэропорт «Сухум» им. В.Г. Ардзинба

Сотрудники ОДК-Кузнецов отмечены наградами в честь Дня машиностроителя
ПАО "ОДК-Кузнецов"

Разработанный в МАИ алгоритм спасёт пассажиров самолётов при аварийных посадках
Московский авиационный институт

Эмирейтс отмечает высокий спрос в преддверии зимнего сезона и продолжает развивать маршрутную сеть и сервис
Авиакомпания Emirates

Аэрофлот подводит итоги первого года полётов в Краснодар
ПАО "Аэрофлот"

Сергей Безруков, Денис Дорохов, Юлианна Караулова, Ирена Понарошку и Анна Хилькевич будут вдохновлять пассажиров Аэроэкспресса на путешествия
ООО "Аэроэкспресс"

Почти миллион пассажиров и более 7 млн кг багажа: аэропорт Иркутска подвёл итоги работы за лето
АО "Международный аэропорт Иркутск"

Открыта продажа билетов на рейс Nordwind Airlines «Казань - Куляб»
АО "Международный аэропорт "Казань"

Су-57Э продемонстрировал исключительную дальность полета с вкладными топливными баками
Госкорпорация Ростех

Двигатели ОДК обеспечили старт ракеты с транспортным грузовым кораблем «Прогресс МС-35»
АО "ОДК"