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:

Белорусский вокзал стал самой популярной станцией у пассажиров Аэроэкспресса на Шереметьевском направлении
ООО "Аэроэкспресс"

Эмирейтс и международный аэропорт Домодедово организовали тестовый рейс для нейроотличных молодых людей
Авиакомпания Emirates

Аэрофлот запускает собственные рейсы на линиях Москва — Ижевск и Ижевск — Сочи
ПАО "Аэрофлот"

Совместный проектный офис: «Российские космические системы» вместе с НИИ точных приборов интегрируют передовые компетенции и перестраивают внутрихолдинговую кооперацию
АО "Российские космические системы"

Ростех начал прием заявок на участие в V премии Тихомирова
Госкорпорация Ростех

Первый серийный МС-21-310 впервые поднялся в небо
Госкорпорация Ростех

Аэровокзал Южно-Сахалинска представил послу Индии предложения по развитию авиаперевозок
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Международный аэропорт «Казань» запустил удобный чат-бот в мессенджере MAX
АО "Международный аэропорт "Казань"

Ростех запускает «Стаю орлов» для FPV
Госкорпорация Ростех

Авиакомпания «Аврора» открыла продажу билетов из Хабаровска в Советскую Гавань и Николаевск-на-Амуре до конца 2026 года
АО "Авиакомпания "Аврора"

Машинку для стрижки животных, коробку с кораблём, статуэтку «С днём рождения» и вьетнамские шляпы забыли пассажиры Аэроэкспресса в первые два летних месяца

Аэрофлот добавляет лакто-вегетарианское питание в классе Эконом
ПАО "Аэрофлот"

Авиакомпания Победа открывает новый маршрут: Санкт-Петербург – Ижевск
ООО «Авиакомпания «Победа»

Группа «Аэрофлот» вводит дополнительные рейсы между Москвой и Ижевском, а также новый рейс между Ижевском и Сочи
ПАО "Аэрофлот"

В Татарстане представили модель подготовки кадров для аэропортов будущего
АО "Международный аэропорт "Казань"

Аэрофлот увеличил выручку за первое полугодие на 4,4% до 365,6 млрд рублей
ПАО "Аэрофлот"

На ОДК-Сатурн завершили обучение первые мультиспециалисты по обработке металлов
АО "ОДК"

Аэрофлот открывает новый рейс из Краснодара в Гюмри
ПАО "Аэрофлот"

Более 1 500 пассажиров «Аэроэкспресс» воспользовались бесплатным сервисом «Персональный помощник» с начала года
ООО "Аэроэкспресс"

ОДК начала оценивать качество порошков для 3D-печати с помощью ИИ
АО "ОДК"