Томские ученые печатают шар-баллоны на электронно-лучевом 3D-принтере

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН отрабатывает методику 3D-печати шар-баллонов для космических аппаратов с помощью аддитивной установки собственной конструкции по технологии электронно-лучевого наплавления металлической проволоки.

Оборудование для аддитивного производства методом электронно-лучевого наплавления металлической проволоки (ЭЛАТ, EBAM, ЭЛВ) разрабатывается специалистами Института физики прочности и материаловедения СО РАН при поддержке ЗАО «Сеспель».

Ведущий представитель этого направления на мировом рынке — американская компания Sciaky, чье оборудование используется среди прочего в производстве деталей для авиакосмической отрасли. Услугами предприятия пользуются такие компании, как Boeing, Airbus и Lockheed Martin. С последней связан наиболее известный пример применения технологии EBAM — изготовление титановых шар-баллонов для космических аппаратов (видео). Судя по всему, томские разработчики решили продемонстрировать возможности своего оборудования аналогичным образом.

«Шар-баллоны предназначены для хранения криогенных газов, они есть почти на всех космических аппаратах. Это хорошо видно на фотографиях даже наших первых, советских космических кораблей. В шар-баллонах хранятся криогенные газы: азот, гелий, кислород при очень высоком давлении, доходящем до 350 атмосфер. Наша технология позволяет изготавливать заготовку шар-баллона объемом пять литров в течении четырех часов. Получается, что мы можем изготовить две полусферические заготовки для пятилитрового шар-баллона в течение двух рабочих смен. Затем производится сварка, и фактически заготовка готова. То есть полностью изготовить шар-баллон можно в течении нескольких дней вместо нескольких месяцев», — рассказывает заведующий лабораторией контроля качества материалов и конструкций ИФПМ СО РАН Валерий Рубцов.

По словам Валерия Рубцова, уже проведены испытания пятилитрового шар-баллона с разрушением образца при давлении свыше четырехсот атмосфер, ведутся работы по изготовлению опытного образца объемом 58 литров. В перспективе планируется наладить производство продукции вместительностью до 130 литров. Технология продемонстрирована руководству и техническим специалистам ракетно-космического центра «Прогресс» и научно-производственного объединения «Техномаш», от специалистов государственной корпорации «Роскосмос» поступило предложение о совместной разработке государственного стандарта.

Ранний малогабаритный прототип, продемонстрированный в 2017 году

Внедрение технологии позволит отказаться от сварных соединений, сократить сроки изготовления деталей космических аппаратов и комбинировать различные металлы и сплавы в пределах одного изделия сложной формы. В сравнении с порошковыми аддитивными системами оборудование обеспечивает более высокую производительность, в районе 9-12 кг/ч. На разработку аддитивного оборудования выделен федеральный грант и дополнительное финансирование со стороны ЗАО «Сеспель».

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.