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:

ГТЛК поставит 6 вертолетов авиакомпаниям «Ельцовка», «ЧукотАВИА» и САП по ФНБ-проекту
АО "ГТЛК"

На МАИФ – 2025 будет представлен доклад об импортозамещении ПО в авиации
РИВЦ-Пулково

ОДК представит современные решения для энергетики на выставке «Иннопром»
АО "ОДК"

Рост пассажиропотока, новые направления и яркие события: аэропорт Красноярск в первом полугодии 2025
Международный аэропорт Красноярск

«Вертолеты России» стали лидером форума «Инженеры будущего»
Холдинг "Вертолеты России"

Геоскан начал работы по аэрофотосъемке Сахалина с БАС
ГК "Геоскан"

В аэропорту Жуковский расширяются возможности каршеринга: новым партнером стал Яндекс Драйв
Международный аэропорт Жуковский

Двигатели ОДК обеспечили доставку грузов к Международной космической станции
АО "ОДК"

МГТУ ГА развивает сотрудничество с Тамбовской областью
МГТУ ГА

Аэровокзал «Южно-Сахалинск» запустил карьеру на взлёт для островных студентов
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Станция «BAGS поиск» проходит тестирование в аэропорту Пулково
АО УК "Аэропорты Регионов"

Корпоративные клиенты S7 Airlines смогут помогать благотворительным фондам
АО "Авиакомпания "Сибирь"

В аэропорту Домодедово прошла акция «Обними друга перед полётом»
Московский аэропорт Домодедово

Состоялось годовое заседание общего собрания акционеров Объединенной авиастроительной корпорации
ПАО "ОАК"

Островные журналисты поделились любимыми книгами с пассажирами аэровокзала «Южно-Сахалинск»
АО «Аэровокзал Южно-Сахалинск»

Авиакомпания «Аврора» выполнит дополнительные рейсы из Южно-Сахалинска в Петропавловск-Камчатский 7 и 8 июля
АО "Авиакомпания "Аврора"

Делегация из Мьянмы посетила предприятие холдинга «Вертолеты России» в Бурятии
Холдинг "Вертолеты России"

Международные рейсы возобновлены в аэропорту Петропавловска после шестилетнего перерыва
Холдинг Orbis Kazakhstan

«РТ-Техприемка» представила цифровую платформу для метрологии на конференции ИТМаш-2025
АО "РТ-Техприемка"

Состоялось годовое общее собрание акционеров Аэрофлота
ПАО "Аэрофлот"