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:

Сотрудники ОДК-Кузнецов приняли участие во Всероссийской акции «Сохраним лес»
ПАО «ОДК-Кузнецов»

Алгоритмы МАИ помогут рассчитать теплозащиту межпланетных кораблей
Московский авиационный институт

Космос на службе правосудия: 5 млрд рублей ущерба возмещено благодаря спутниковым геотехнологиям
АО "Российские космические системы"

В Аэроэкспрессе начались сезонные инструктажи с локомотивными бригадами и водителями экспресс-автобусов
ООО "Аэроэкспресс"

Волонтеры «Газпром нефти» обустроили территорию приюта для животных в Мурманске
АО "Газпромнефть-Аэро"

Радиоактивные грибы обнаружили домодедовские таможенники в багаже у пассажира
Домодедовская таможня

Ростех запустил образовательный навигатор для старшеклассников
Госкорпорация Ростех

Аэропорт «Хатанга» получил имя Николая Фокина
АО "КрасАвиа"

17 млн пассажиров перевезли экспресс-автобусы Аэроэкспресса за 7 лет
ООО "Аэроэкспресс"

К аэропорту Краснодар открыли прямой проезд по Фадеевскому путепроводу
Международный аэропорт Краснодар

Аэрофлот первым в России установил новейшие платёжные терминалы Сбера с искусственным интеллектом
ПАО "Аэрофлот"

Группа «Аэрофлот» в зимнем расписании предлагает 282 маршрута
ПАО "Аэрофлот"

«РТ-Техприемка» подтвердила надежность собственных импортозамещенных разработок для метрологии
АО "РТ-Техприемка"

Аэровокзал Южно-Сахалинска и МЧС отработали взаимодействие при пожаре
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

«Газпромнефть-Аэро» и фонд «Центр развития донорства костного мозга» провели волонтерскую акцию в аэропортах Омска и Новосибирска
АО "Газпромнефть-Аэро"

Разработанные в МАИ детали из сверхтонких композитов позволят снизить вес самолётов
Московский авиационный институт

ОДК внедрила российскую систему управления производством и цепочками поставок
АО "ОДК"

«Аэрохимфлот» предложил объединить ЛМС-901 «Байкал» и БПЛА в противопожарный авиакомплекс
Авиационный альянс «Аэрохимфлот»

ОДК готова создать новый двигатель для энергетики мощностью до 45 МВт
АО «ОДК» ; ООО «ОДК Инжиниринг»

Новая выставка к 100-летию Хабаровского музыкального театра открылась в Международном аэропорту Хабаровск
АО "Хабаровский аэропорт"