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:

Демонстрационный центр ЦАГИ принял участие в IV художественно-промышленной выставке-форуме «Уникальная Россия»
ФАУ ЦАГИ

Деловая Игра на МАИФ – 2024

Более 2 600 пассажиров обслужил новый зал повышенной комфортности MILE·ON·AIR в аэропорту Домодедово за 3 месяца работы
MILEONAIR

Utair увеличил программу полетов в Сочи из Сургута и Тюмени
ПАО "Авиакомпания "ЮТэйр"

Команда саратовского предприятия «Росэлектроники» стала лучшей в России по управлению дронами
Холдинг "Росэлектроника"

Делегация МГТУ ГА посетила тематический день «Технологии на транспорте» на выставке-форуме «Россия»
МГТУ ГА

Ростех впервые представит в Китае российскую газовую турбину большой мощности ГТД-110М
Госкорпорация Ростех

«Аэромакс» поддержит формирование в России экспертной группы для внедрения гражданских беспилотных технологий
ООО "Аэромакс"

Из аэропорта Владивосток открылись рейсы в Пекин авиакомпании «Уральские авиалинии»
АО "Международный аэропорт Владивосток"

Авиакомпания «Аврора» увеличила количество рейсов из Хабаровска в Оху
АО "Авиакомпания "Аврора"

Студенты МАИ придумали «научный смартфон» для геологов, метеорологов и космических исследователей
Московский авиационный институт

Приморье и Сахалин – новая воздушная линия «России»
АО "Авиакомпания "Россия"

Открыт обновлённый перрон аэропорта Красноярск
Международный аэропорт Красноярск

Аэрофлот в летнем сезоне увеличивает частоту полётов из Москвы в Красноярск
ПАО "Аэрофлот"

Разработка Ростеха повысит надежность и помехоустойчивость загоризонтной связи до 6000 км
Госкорпорация Ростех

За майские праздники в аэропорту Нижнего Новгорода обслужено более 64 тысяч пассажиров
АО УК "Аэропорты Регионов"

Новый рейс. Душанбе-Тбилиси
Авиакомпания Somon Air

Аэропорт «Гагарин» обслужил в майские праздники более 52 тысяч пассажиров
АО УК "Аэропорты Регионов"

В ЦАГИ испытали на прочность импортозамещенный киль самолета МС-21
ФАУ "ЦАГИ"

Аэрофлот на лето вводит дополнительный рейс между Москвой и Челябинском
ПАО "Аэрофлот"