В ЦИАМ разработали методику 3D-печати высокотемпературных конструкций

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 интеркерамоматричных композиционных материалов методом 3D-печати.

По сравнению с металлами, эти керамические композиционные материалы выдерживают экстремально высокие температуры (1500-2500°С) и обладают высокой прочностью. Именно поэтому их рассматривают в качестве основы для 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 повышать КПД двигателя при одновременном снижении весогабаритных параметров.  

Проведенные специалистами ЦИАМ всесторонние исследования способов получения изделий из интеркерамоматричных композиционных материалов на основе карбидов, нитридов и силицидов тугоплавких металлов методом 3D-печати — 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. Создание конструкций аддитивными методами — очень сложный и многостадийный процесс. Необходимо рассчитать стехиометрию порошка (соотношение в материале исходных компонентов, которые определяют его свойства), его гранулометрический состав, тип добавок, чтобы получить более плотную и прочную структуру», — рассказывает начальник отдела ЦИАМ, руководитель проекта Владимир Низовцев. 

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

«Настраивается программа повышения температуры — от комнатной до 2450°С. Все это происходит поступательно. Затем для снятия в конструкции термодинамических напряжений температуру начинают понижать до комнатной. Это тоже происходит поступательно по специальным программам», — поясняет Владимир Низовцев.  

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

Изобретенный в ЦИАМ способ изготовления изделий из огнеупорных материалов методом 3D-печати запатентован (RU 2699144). Ознакомиться с патентом можно по этой ссылке. 

Пресс-релиз

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.