В Самаре повысили надежность напечатанных деталей для авиации

Новые технологии, разрабатываемые в Самарском университете, призваны улучшить надежность деталей для авиации и космонавтики, изготовленных с использованием печати металлическими порошками.

Эти инновации позволяют более точно настраивать параметры процесса создания сложных металлических конструкций. Отчет о результатах исследования опубликован в журнале Metals.

По мнению ученых из Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева, несмотря на прогресс в области 3D-печати, применение этой технологии в аэрокосмической отрасли ограничено. Одной из основных проблем является нестабильность процесса сплавления металлических порошков, используемых для создания деталей и комплектующих для спутников.

Исследователи обращают внимание на важность поиска новых способов улучшения процесса аддитивной печати в целях повышения качества и надежности производимых изделий для авиации и космонавтики.

В процессе 3D-печати возникают сложности, связанные как с различиями в размерах и составе частиц, так и с неоднородностью тепловых потоков. Главный научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории "Искусственный интеллект в производственных системах" Александр Хаймович объяснил, что это приводит к образованию микропор, несплавлений и микротрещин в "выращиваемых" деталях. Эти дефекты значительно влияют на качество и долговечность изделий, по словам ученого.

Одной из причин появления указанных дефектов является неравномерность тепловых потоков, которые возникают в процессе "выращивания" деталей при 3D-печати. Это приводит к формированию микротрещин и микропор, что существенно снижает применимость продукции и ее срок службы.

Помимо химического состава и размеров частиц, важную роль в формировании дефектов в "выращиваемых" деталях играют условия 3D-печати. Неоднородность тепловых потоков в пространстве и времени при создании изделий приводит к образованию микротрещин и микропор, что сказывается на качестве и долговечности конечного продукта.

Эксперты Самарского университета разработали метод улучшения качества металлических конструкций с использованием 3D-печати, делая их более однородными по составу и свойствам. Для этого сперва определяются приоритеты характеристик изделия в соответствии с потребностями заказчика, а затем запускается оптимизационный процесс с минимальным количеством экспериментов на небольших образцах, чтобы достичь удовлетворительного результата.

Потребительские требования к таким изделиям могут значительно различаться и иногда противоречить друг другу. Некоторые изделия требуют высокой точности формы и качественной поверхности, в то время как другие нуждаются в повышенных механических свойствах.

Инновационный подход к созданию металлических конструкций с помощью 3D-печати, разработанный специалистами университета, позволяет учитывать разнообразные потребности заказчиков и обеспечивать оптимальное сочетание требуемых характеристик в конечном изделии.

Изготовление деталей с сложными формами, включающими замкнутые внутренние полости, может быть затруднено или даже невозможно при использовании других методов производства. Этот факт был подчеркнут ученым в своем исследовании.

При разработке нового метода изготовления деталей, многие технологические факторы могут оказывать противоположное воздействие на их качество. Например, увеличение мощности источника энергии может снизить количество дефектов, однако также может привести к образованию трещин и искажений формы. В своем выступлении ученый Хаймович подчеркнул, что разработанный им способ позволяет достичь оптимального компромисса между этими факторами.

Современные технологии аддитивного производства становятся все более востребованными в промышленности. В рамках исследований, проводимых в Самарском университете, активно разрабатывается специализированное программное обеспечение для технологов этой отрасли. Это программное обеспечение представляет собой рабочее место, интегрирующее в себя уникальные разработки и инновационные подходы, созданные в университете.

Важным аспектом данной разработки является удобство использования для специалистов аддитивного производства. Оно позволит оптимизировать процессы проектирования и производства, а также повысит эффективность работы технологов. Таким образом, новое программное обеспечение не только улучшит качество производства, но и сократит временные затраты на выполнение задач.

В результате успешной реализации этого проекта ожидается значительный прогресс в развитии аддитивного производства, а также повышение конкурентоспособности предприятий, использующих данную технологию. Внедрение современных программных решений в производственные процессы открывает новые возможности для индустрии и способствует созданию инновационных продуктов.

Источник и фото - ria.ru