О том, как создаются трехмерные детали для промышленного использования и с какими проблемами сталкиваются отечественные производители, «Чердаку» рассказал Евгений Каблов, академик РАН, профессор, генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), где в рамках ФЦП «Исследования и разработки» Министерства образования и науки (проект 14.626.21.0001 «Исследования и разработка экспериментальных аддитивных технологий для изготовления и ремонта сложнопрофильных деталей газотурбинных двигателей (ГТД) с использованием металлических порошков жаропрочного сплава на основе никеля») создано производство новых деталей для промышленности на основе порошковых композиций.
3D-принтер — устройство, которое позволяет получать объемные фигуры точно так же, как обычный принтер получает плоские изображения на бумаге, — в последние годы страшно популярен как среди обычных граждан, так и среди ученых. Технологии развиваются, существует множество методов создания таких объемных фигур, и все они объединяются одним понятием — аддитивные технологии, они же технологии послойного синтеза.
Такое технологии позволяют создавать детали очень сложной формы из различных материалов, что во многих случаях позволяет отказаться от металлорежущего и кузнечно-прессового оборудования. Суть производства с использованием аддитивных технологий — не в «вычитании» материала из объекта, как в традиционных способах, а, наоборот, в последовательном «сложении» слоев материала. Такой способ позволяет использовать для производства детали ровно то количество материала, которое необходимо. Выход готовой годной продукции при использовании аддитивных технологий составляет 100%, тогда как при использовании традиционных способов выход достигает всего 40%.
Для создания готовой детали нужно иметь три основных компонента: металло-порошковые композиции, машины для производства деталей по методу аддитивных технологий и машины для производства порошков. Процесс изготовления детали начинается с построения компьютерной модели изделия, нарезанной на тонкие слои-сечения. Нужная деталь в буквальном смысле послойно выращивается в соответствии с компьютерной моделью. Затем изделие подвергается термической и газостатической обработке для минимизации внутренних дефектов и обеспечения оптимального комплекса механических свойств. 3D-принтинг гораздо быстрее привычных технологий: скажем, если какую-то деталь, изготовленную традиционным способом — литейным производством — можно получить за 60 дней, то аддитивные технологии позволяют создать такую же деталь всего за пять.
Несмотря на то что в последнее время аддитивные технологии рассматриваются как нечто новое, корнями они уходят в такие области, как картография, фотоскульптура и стереолитография. Сегодня на мировом рынке аддитивных технологий лидирует США: сейчас там 70% деталей, которые выпускаются по аддитивным технологиям, делаются как модели-прототипы, а 30% как «боевые» детали — для Boeing, General Electric и других компаний. Американцы поставили задачу к 2020 году изменить это соотношение так, чтобы 80% деталей были «боевыми», а оставшиеся 20% — моделями и прототипами.
Комментарии:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв