Поиск - новости науки и техники

В ЦИАМ “вырастили” высокотемпературные конструкции с помощью 3D-принтера

03.12.2019

Специалисты Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ “Институт имени Н.Е. Жуковского”) разрабатывают способы получения изделий из интеркерамоматричных композиционных материалов на основе карбидов, нитридов и силицидов тугоплавких металлов методом 3D-послойного отверждения. Это важный шаг к созданию эффективных конструкций для перспективных двигателей, и в мире аналогов подобных технологий нет.

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

Новая разработка исследователей ЦИАМ – способ создания деталей для авиадвигателей из высокотемпературных материалов методом 3D-печати.

“Разработана уникальная технология получения порошковой компонентной базы для создания изделий из нового материала, — поясняет начальник отдела ЦИАМ, руководитель работы Владимир Низовцев. — Создание конструкций аддитивными методами — очень сложный и многостадийный процесс. Необходимо рассчитать стехиометрию (соотношение в материале исходных компонентов, которые определяют его свойства) порошка, его гранулометрический состав, тип добавок, чтобы получить более плотную и прочную структуру.

После изготовления на 3D-принтере изделия подвергаются термодинамической обработке на специальном оборудовании с программным управлением. “Настраивается программа повышения температуры – от комнатной до 2450°С, – поясняет Владимир Низовцев. – Все это происходит поступательно. Затем для снятия в конструкции термодинамических напряжений температуру начинают понижать до комнатной. Это тоже происходит поступательно по специальным программам”.

Проведенные исследования прочностных свойств экспериментальных образцов из интеркерамоматричных композиционных материалов, изготовленных с применением аддитивных технологий, показали прочностные характеристики, близкие к тем, которые получены классическими методами изготовления — прессованием и спеканием. Изобретенный в ЦИАМ способ изготовления изделий из огнеупорных материалов 3D методом уже запатентован.

Фото: ЦИАМ

Елена Краснова

Нет комментариев