Технология. Производство

Мы работаем по такой схеме.

Аддитивное производство

Пример оптимизации изделия форсуночный узел и производство ЦАТ Основа методом SLM - печати

Центром, совместно с БГТУ «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова, изготовлен опытный образец конструкции цельного форсуночного узла, позволяющего заменить сборочную единицу состоящую из 24-х составных частей. Переход от традиционных методов изготовления к технологии SLM дал возможность получить качественно иное изделие с улучшенными эксплуатационными характеристиками и показателями технологичности.

Сборочный форсуночный узел, изготовленный традиционными технологиями

Цельный форсуночный узел, изготовленный по технологии SLM. Материал – Inconel 718.

Производство традиционными технологиями. Производство аддитивными технологиями

Пример оптимизации изделия турбонасоснаый агрегат и производство ЦАТ Основа методом SLM - печати

Конструкторским отделом Центра, по заказу конструкторского бюро, был разработан турбонасосный агрегат с объединенными газовой турбиной и жидкостным насосом. Объединенное рабочее колесо турбины и насоса было изготовлено Центром на промышленной установке для 3D печати Concept Laser M2 Cusing. Данное конструкторское решение позволило уменьшить габариты агрегата, его массу, количество деталей, количество фланцевых соединений в нем, время изготовления и себестоимость.

Турбонасосный агрегат классического исполнения

Оптимизированный турбонасосный агрегат, изготовленный по технологии SLM. Материал – Inconel 718.

Рабочее колесо насоса турбонасосного агрегата

Рабочее колесо турбины турбонасосного агрегата

Рабочее колесо турбины, изготовленный по технологии SLM. Материал – Inconel 718.

Высокая техническая оснащенность производства позволяет на постоянной основе выполнять НИОКР с применением SLM технологии компаниям различных отраслей, осуществлять полный спектр работ как по разработке собственных изделий, так и по оптимизации, проработке и производству опытных и серийных изделий заказчиков.
В компетенции производственно-технологического отдела входит:

- разработка электронной технологической документации;
- адаптация изделий (3d моделей) к программному обеспечению, используемого для аддитивного производства;
- разработка (отработка) технологических процессов сплавления различных материалов и сплавов;
- изготовления опытных образцов, образцов-свидетелей;
- проведение необходимых испытаний и исследований;
- разработка (доработка) маршрутной документации с учетом имеющихся средств технологического оснащения;
- изготовление серийных партий изделий по SLM технологии с последующей постобработкой;

В состав парка оборудования ЦАТ «ОСНОВА» для 3D-печати (технология SLM) входят промышленные установки для 3D-печати:
- Concept Laser M2 Cusing с одним и с двумя лазерами.
- Concept Laser Mlab R.
- необходимое вспомогательное оборудование: (азотная станция, система хранения сжиженного аргона (газификатор), компрессорное оборудование, аварийная дизель-генераторная станция, система сухого хранения металлических порошков).

Concept Laser M2 (с 2 лазерами)

Concept Laser M2 (с 1 лазерами)

Волноводы материал - нержавеющая сталь (316L)

Центром изготовлены демонстрационные образцы волноводов, предназначенные для радиоэлектронной промышленности. Входящая в парк оборудования машина Concept Laser Mlab Cusing R позволяет с высокой точностью изготавливать изделия крайне малых геометрических размеров из таких материалов как титан, кобальт - хром, медные сплавы.

Concept Laser Mlab cusing R

Центром изготовлены демонстрационные образцы волноводов, предназначенных для радиоэлектронной промышленности.

Диаметр каналов в стержнях волноводов - 0.3 и 0.5 мм

Демонстрационная модель ЖРД-100 материал - Inconel 718

Изготовленная Центром демонстрационная модель жидкостного ракетного двигателя, состоящая из трех частей:
- смесительной головы
- камеры сгорания
- соплового насадка.

Гидравлический блок материал - нержавеющая сталь (316L)

Гидравлический блок, изготовленный Центром, был оптимизирован методом топологической оптимизации с целью снижения его массы.

Корпус опорно – поворотной платформы оптико – электронных систем различного назначения


Использование технологии SLM позволяет быстро и с минимальными затратами изготовить элементы корпуса опорно - поворотной платформы оптико – электронных систем различного назначения. Если представить процесс вытачивания из большой болванки титана (алюминия) схожего изделия, имеющего большое количество различных внутренних поверхностей, пазов, площадок крепления и при этом шаровидной формы, то становятся очевидными преимущества изготовление таких изделий по технологии SLM.

Сканирующие зеркала


Центром было изготовлено изделие с будущей доработкой оптической поверхности, используемой для отражения выбранного спектрального диапазона. В данном случае преимущество SLM-технологии позволило внедрить решетчатые структуры для снижения массы и быстро изготовить экспериментальный образец для проведения исследований.


Сканирующие зеркала с оптической поверхностью, с внедрением решетчатых структур

Дульный тормозной компенсатор


ДТК - это устройство, предназначенное для уменьшения отдачи огнестрельного оружия, использующее кинетическую энергию пороховых газов, которые выходят из ствола вслед за выпущенной пулей. Помимо уменьшения уровня отдачи при выстреле дульный тормоз-компенсатор уменьшает подброс ствола оружия, оставляя его на линии прицеливания, что сокращает время необходимое для следующего выстрела. Ключевые преимущества: легкий вес; снижение уровня звука; cмягчение отдачи; уменьшение вспышки при выстреле.

3D-модель ДТК из алюминиевого сплава спроектированная для изготовления по технологии SLM

ДТК из алюминиевого сплава изготовленная по технологии SLM

опытно-конструкторские работы по доработки ЭТД

Примером отработки технологической подготовки производства являются выполненные Центром (в рамках НИОКР) лопатки турбины ГТП Д-336. Основными причинами технологических дефектов являются: ошибки при проектировании и расчетах CAD-модели, некорректное расположение изделий на сцене построения, неверный выбор режимов сплавления, ошибки в расчетах поддерживающих структур и ненадлежащее техническое обслуживание аддитивных систем для трехмерной печати.

ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ СПЛАВЛЕНИЯ

Специалистами Центра была выполнена научно-исследовательская работа по оптимизации режимов сплавления и установлению необходимых припусков для изделия «Завихритель».
По результатам были изготовлены образцы для проведения следующих исследований:
- компьютерная томография;
- контроль геометрических параметров;
- контроль шероховатости поверхности;
- металлографическое исследование.

Завихритель материал - inconel 718

CAD-модель Завихрителя

Компьютерная томография

Контроль шероховатости поверхности

Протокол сканирования Завихрителя

Изображения шлифов экспериментальных образцов

Шлиф образца жаропрочного никелевого сплава с высоким процентом пористости

Шлиф образца жаропрочного никелевого сплава с низким процентом пористости


В результате проведенной серии экспериментов инженерам центра удалось определить оптимальный режим сплавления, минимизировать объемные (несплошности, трещины) и структурные дефекты (ликвация, образование фаз Лавеса), и достичь требуемых по техническому заданию заказчика параметров изделия.

ПОЛНЫЙ ЦИКЛ ПРОИЗВОДСТВА ЛОПАТОК ТУРБИНЫ ГТП Д-336 ЦАТ ОСНОВА

По предоставленным ремонтным предприятием лопаткам турбины ГТП Д-336, были произведены следующие работы: реверс-инжиниринг, 3D-печать, постообработка, контроль геометрии изготовленных изделий. После многочисленных экспериментов удалось добиться требуемых по техническому заданию заказчика геометрических характеристик лопаток.

Схема производства лопаток турбины ГТП Д-336 Материал - Inconel 718

Полный цикл технологических операций производства лопаток и используемое оборудование.