Технология SLM 3D-печати ускоряет аэрокосмическое производство

Компания AmPro, производитель промышленных 3D-принтеров по технологии селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM), продемонстрировала возможности фирменного оборудования, напечатав камеру жидкостного ракетного двигателя с регенеративным охлаждением всего за одну неделю вместо нескольких месяцев, требуемых при использовании традиционных производственных методов.

Стремительное развитие аэрокосмической техники, и в особенности появление частной космической отрасли, предъявляет беспрецедентно высокие требования к производительности, надежности и экономичности ракетных двигателей. В этом контексте технология SLM 3D-печати — селективное лазерное сплавление металлических порошков — демонстрирует высокий потенциал. Ожидается, что она коренным образом изменит традиционную производственную модель и будет способствовать быстрому внедрению инноваций в ракетное двигателестроение.

3D-печать металлами становится новым стандартом аэрокосмической отрасли, способствуя экономии средств и значительному повышению эффективности производства. Аддитивные технологии повышают коэффициент использования материалов до 90% и выше за счет упрощения процессов, сокращения отходов и отказа от пресс-форм. Кроме того, технологии 3D-печати позволяют объединять множество отдельных деталей в единые узлы, тем самым значительно сокращая количество компонентов в сборках и повышая конкурентоспособность за счет снижения трудозатрат.

Снижение массы и повышение полезной нагрузки космических аппаратов

В аэрокосмической отрасли вес космических аппаратов играет огромное значение, важен буквально каждый грамм полезной нагрузки. 3D-печать металлами в сочетании с топологической оптимизацией обеспечивает необходимую прочность с одновременным снижением массы компонентов на 30% и более. В результате получаются более легкие двигатели, улучшается тяговооруженность, повышается полезная нагрузка.

Оптимизация цепочек поставок в аэрокосмическом производстве

Логистика аэрокосмической промышленности сложна и запутана, для производства двигателей требуются детали от сотен поставщиков по всему миру. К сожалению, часто возникают перебои в поставках в связи с геополитическими, природными и другими факторами. Распределенное, локализованное производство с применением аддитивных технологий позволяет реализовывать концепцию цифровой инвентаризации, при которой вместо физических деталей хранятся цифровые 3D-модели, готовые к оперативному изготовлению по мере необходимости. За счет этого снижается зависимость от традиционной логистики, устраняется необходимость в больших складских запасах, повышается гибкость и стабильность производства.

SLM 3D-принтеры AmPro SP600 меняют производство камер сгорания

Технологии производства камер сгорания ракетных двигателей непосредственно влияют на общие характеристики ракет. Традиционные процессы сложны, дороги и сопряжены с высокими временными издержками. Технология селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM) помогает оптимизировать производственные процессы и конструкции двигателей.

Современные, высокоэффективные жидкостные ракетные двигатели часто полагаются на регенеративное охлаждение: перед попаданием в камеру сгорания топливо прокачивается по встроенным в стенки трубкам, отбирая тепло и тем самым помогая удерживать температуру двигателей в приемлемом диапазоне. Традиционное изготовление таких систем предусматривает ручную сборку и пайку сотен или даже тысяч трубок, что не только крайне трудоемко, но и создает потенциально слабые места с повышенным риском разрушения. Технология SLM 3D-печати, с другой стороны, позволяет выращивать цельные камеры сгорания с интегрированными каналами охлаждения — без уязвимостей и ручного труда.

На иллюстрациях выше и ниже выше показана 3D-печатная камера сгорания с регенеративным охлаждением, выращенная на SLM 3D-принтере AmPro SP600. Производство образца размером 400х400х600мм заняло всего сто шестьдесят восемь часов.

SLM 3D-принтеры AmPro SP600 оснащаются несколькими лазерами с индивидуальным позиционированием и полагаются на самостоятельно разработанные алгоритмы, обеспечивающие высокую точность и повторяемость сканирования. Построение осуществляется в герметичных камерах с инертным газом.

Укладка порошков и выравнивание слоев перед лазерной обработкой осуществляются с двух направлений автоматическим ракелем с возвратно-поступательным перемещением. Отказ от холостого перемещения помогает экономить время, скорость укладки регулируется автоматически.

В состав комплекса входит система рециклинга для просеивания и подготовки остаточного порошка к повторному использованию. Система также максимально автоматизирована с целью сокращения простоев, повышения безопасности и снижения нагрузки на операторов.

Подробная информация о 3D-принтерах AmPro SP600 доступна на официальном сайте компании Avrora-3D.

Выполнив 3D-печать ракетного двигателя со сложной конструкцией за сто шестьдесят восемь часов, компания AmPro продемонстрировала широкие возможности селективного лазерного сплавления (SLM) и преимущества аддитивного производства перед традиционными методами. Внедрение аддитивных технологий помогает повышать конкурентоспособность и способствует инновационному развитию аэрокосмической отрасли.

Видеоролик с демонстрацией процесса

Материал подготовлен официальным дистрибьютором 3D-принтеров AmPro, компанией «Аврора Карбон Технолоджи» (Avrora-3D).

Avrora-3D также предлагает услуги по промышленной 3D-печати полимерными порошками в совместном с РТУ МИРЭА московском центре аддитивных технологий с использованием SLS 3D-принтеров TPM3D P360.

Реклама. ООО "Аврора Карбон Технолоджи", ИНН: 7720756428