Индекс цитирования Яндекс.Метрика

Направления

03.12.2019

В ЦИАМ разработали способ изготовления высокотемпературных конструкций, которые можно «вырастить» на 3D принтере

Специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова разработали способ создания деталей для авиадвигателей из высокотемпературных материалов методом 3D-печати.

Специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского») разработали способ создания деталей для авиадвигателей из высокотемпературных материалов методом 3D-печати.

По сравнению с металлами, эти керамические композиционные материалы выдерживают экстремально высокие температуры (1500оС — 2500оС) и обладают высокой прочностью. Именно поэтому их рассматривают в качестве основы создания конструкций в «горячих» частях перспективных двигателей. Например, камеры сгорания и соплового аппарата турбины.

Благодаря свойствам материалов, детали из них не требуют охлаждения, что позволяет повысить КПД двигателя при одновременном снижении весогабаритных параметров.

Всесторонние исследования и разработки специалистами ЦИАМ способов получения изделий из интеркерамоматричных композиционных материалов на основе карбидов, нитридов и силицидов тугоплавких металлов методом 3D-послойного отверждения — важный шаг к созданию эффективных конструкций для перспективных двигателей. В мире аналогов подобных технологий нет.

— Разработана уникальная технология получения порошковой компонентной базы для создания изделий из нового материала, — поясняет начальник отдела ЦИАМ, руководитель работы Владимир Низовцев. — Создание конструкций аддитивными методами — очень сложный и многостадийный процесс. Необходимо рассчитать стехиометрию (соотношение в материале исходных компонентов, которые определяют его свойства) порошка, его гранулометрический состав, тип добавок, чтобы получить более плотную и прочную структуру.

После изготовления на 3D-принтере изделия подвергаются термодинамической обработке на специальном оборудовании с программным управлением.

— Настраивается программа повышения температуры — от комнатной до 2 450оС, — поясняет Владимир Низовцев. — Все это происходит поступательно. Затем для снятия в конструкции термодинамических напряжений температуру начинают понижать до комнатной. Это тоже происходит поступательно по специальным программам.

Проведенные исследования прочностных свойств экспериментальных образцов из интеркерамоматричных композиционных материалов, изготовленных с применением аддитивных технологий, показали прочностные характеристики, близкие к тем, которые получены классическими методами изготовления — прессованием и спеканием.

Изобретенный в ЦИАМ способ изготовления изделий из огнеупорных материалов 3D-методом запатентован (RU 2699144).