Самарский Университет передал заказчику технологию аддитивного производства для индустриальных газотурбинных двигателей

08 февраля 2024
Самарский Университет передал заказчику технологию аддитивного производства для индустриальных газотурбинных двигателей

Ученые Самарского Университета Им. Королёва передали ПАО «ОДК –  КУЗНЕЦОВ» комплексную технологию аддитивного производства для индустриальных газотурбинных двигателей.

В Институте двигателей и энергетических установок (ИДЭУ) Самарского национального исследовательского университета им. академика С.П. Королёва успешно завершились приемочные испытания комплексной типовой технологии аддитивного производства деталей и узлов горячей части индустриальных газотурбинных двигателей (ГТД).

В ее состав вошли процессы селективного лазерного сплавления (СЛС), прямого лазерного выращивания (ПЛВ), а также термической и механической обработки. Технология отрабатывалась на пяти видах деталей малоэмиссионной камеры сгорания (МЭКС): это горелочное устройство, наружный и внутренний кожухи камеры сгорания, а также наружное и внутреннее кольца аппарата закрутки. МЭКС отличается повышенной экологичностью и предназначена для энергетических установок.

«Помимо непосредственной отработки технологических процессов, мы создали интеллектуальную систему конструкторско-технологической подготовки производства на базе PLM «Лоцман». С помощью цифровых технологий она увязывает воедино все стадии создания изделия – от замысла конструктора до его воплощения в металле. Иными словами, от этапа его конструктивной проработки до получения готовых деталей на промышленных аддитивных установках непосредственно в цехе предприятия. Также разработана методика цифровой организационной конструкторско-технологической подготовки аддитивного производства. Все эти разработки сейчас переданы индустриальному партнеру и внедрены», – рассказал Виталий Смелов, директор Института двигателей и энергетических установок.

Проект стартовал в 2021 году и включал в себя пять этапов. На его реализацию ушло три года. Средства для финансирования были выделены по постановлению Правительства России №218.

Индустриальным партнером Самарского университета им. Королёва выступило ПАО «ОДК–Кузнецов». Благодаря проекту, на этом предприятии Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК, входит в «Ростех») сейчас развернуто комплексное высокотехнологичное производство деталей и узлов горячей части индустриальных ГТД, основанное на аддитивных технологиях, а также модернизирована имевшаяся на заводе установка прямого лазерного выращивания.

Павел Чупин, генеральный конструктор ПАО «ОДК–Кузнецов», считает наиболее значимой разработкой данного проекта «Методику цифровой организационной конструкторско-технологической подготовки аддитивного производства». С ее помощью заводские конструкторы и технологи могут разработать процесс 3D-печати для любого изделия. В частности, задать необходимые геометрические формы, подобрать оптимальные режимы сплавления, оценить характеристики материала в готовой детали.

Что касается интеллектуальной системы комплексной конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) деталей индустриальных ГТД, то она также внедрена на предприятии и интегрирована в единый цифровой контур на базе его PDM-системы.

«Применение аддитивных технологий в сочетании с интеллектуальной системой КТПП обеспечивает сокращение сроков подготовки производства и изготовления деталей индустриальных ГТД с повышенными характеристиками», – отметил Павел Чупин.

Как пояснила Виктория Кокарева, доцент кафедры технологии производства двигателей, внедрение методов 3D-печати и интеллектуальных систем делает производственный процесс более эффективным, сокращает затрачиваемое время, а также материальные и финансовые затраты.

«При изготовлении изделий с помощью традиционных технологий – штамповкой, резанием, сваркой – как правило, требуется специализированная оснастка, нередко дорогостоящая, причем на ее проектирование и изготовление уходит немало времени. В условиях крупносерийного производства это не столь критично. А вот при разработке новых изделий, на стадии опытного производства факторы времени и затрат выходят на первый план. Именно здесь, в опытном производстве, преимущества аддитивных технологий проявляются в полной мере», – пояснила Виктория Кокарева.

Созданное в ПАО «ОДК – Кузнецов» комплексное высокотехнологичное производство обеспечивает высокий коэффициент использования материала (КИМ) – более 70%, а выход годной продукции по металлу (с учетом повторного использования порошка) – не менее 95%.

С помощью технологий объемной печати можно также повысить эффективность классических техпроцессов – например, литья по выжигаемым и по выплавляемым моделям, если печатать эти модели из пластика и воска на 3D-принтерах. Это тоже весьма актуально для двигателестроительных предприятий.

В целом внедрение разработок Самарского университета им. Королёва сулит двигателестроителям немалый эффект. В свою очередь, перед вузом тоже открылись новые возможности – в частности, благодаря приобретению на средства проекта новых аддитивных установок. Они аналогичны тем, которыми оснащены производственные участки ПАО «ОДК – Кузнецов», разница лишь в размерах – университетские установки несколько меньше заводских.

«К началу проекта мы уже умели выращивать изделия средних габаритов с помощью технологии СЛС. Появление установок с более мощным лазерами, работающих с порошками более крупных фракций, вывело нас на печать изделий размером свыше метра. В партнерстве с компанией «ИЛИСТ», чью установку мы используем, нам удалось существенно нарастить свои компетенции в области технологий ПЛВ. В частности, испытания показали, что механические свойства наших изделий из порошка жаропрочного сплава ЭП648 соответствуют свойствам образцов, полученных из проката той же марки», – поделился достижениями Андрей Балякин, инженер Инжинирингового центра Самарского университета им. Королёва.

Размер и мощность установок имеют значение: теперь университет способен помочь производственникам не только исследованиями, но и участием в выполнении производственных заказов.

«Аддитивные установки М-350 и «ИЛИСТ», которые появились в лабораториях ИДЭУ благодаря проекту, позволяют нам не только изучать и отрабатывать технологические процессы в интересах индустриального партнера, но и встроиться в его кооперационную цепочку. При необходимости мы сможем производить в университете небольшие партии деталей, участвуя в модернизации серийных и разработке новых двигателей», – добавил Виталий Смелов. Как отметила Виктория Кокарева, с самого начала проекта новые аддитивные установки использовались в учебном процессе.

«Студенты и аспиранты ИДЭУ занимались программированием робота Fanuk, подбором и анализом технологических режимов прямого лазерного выращивания. А кроме того, сотрудники ПАО «ОДК–Кузнецов» прошли у нас курс повышения квалификации», – пояснила Виктория Кокарева.

Справочно:
Что сделано Самарским университетом им. Королёва в рамках проекта «Организация высокотехнологичного производства индустриальных ГТД с интеллектуальной системой конструкторско-технологической подготовки для повышения функциональных характеристик»
1. Разработана комплексная технология аддитивного производства деталей и узлов горячей части индустриальных газотурбинных двигателей. 
2. Создана методика цифровой организационной конструкторско-технологической подготовки аддитивного производства.
3. Создана интеллектуальная система комплексной конструкторско-технологической подготовки производства деталей индустриальных ГТД.
4. Модернизирована установка технологического лазерного выращивания «ИЛИСТ» в интересах индустриального партнера проекта ПАО «ОДК–Кузнецов».
5. Создано комплексное высокотехнологичное производство деталей и узлов горячей части индустриальных ГТД на базе аддитивных технологий.

На «КАМАЗЕ» запущен в эксплуатацию новый 3D-принтер для литейного производства
Читать новость

Календарь событий

25
мар 2024
12:02
XIII Международный форум «АТОМЭКСПО 2024» с ключевой темой «Чистая энергетика: создавая будущее вместе» пройдет 25-26 марта в «Сириусе»
01
мар 2024
15:01
Всемирный Фестиваль молодёжи – самое масштабное молодёжное событие в мире, которое пройдет по Указу Президента России Владимира Путина.
26
янв 2024
14:00
В рамках мероприятия будут представлены новейшие разработки в области бионики, которые помогут вам понять, как мы можем использовать природные механизмы для создания новых материалов и устройств. Вы также узнаете о том, как аддитивные технологии позволяют создавать сложные изделия из различных материалов, от металлов до пластиков.
Нет мероприятий в данной категории
Нет мероприятий в данной категории
Нет мероприятий в данной категории
26
янв 2024
14:00
В рамках мероприятия будут представлены новейшие разработки в области бионики, которые помогут вам понять, как мы можем использовать природные механизмы для создания новых материалов и устройств. Вы также узнаете о том, как аддитивные технологии позволяют создавать сложные изделия из различных материалов, от металлов до пластиков.
01
дек 2023
10:00
1 декабря в Воронеже состоится VI юбилейная международная конференция по импортозамещению с применением комплексного реверс-инжиниринга и аддитивных технологий в различных сферах производства «3D КонЦентрАТ». Участников мероприятия будут ждать актуальные экспертные оценки и решения из области АТ и 3D-технологий, новинки исследований и разработок, а также успешные бизнес-кейсы.
20
ноя 2023
10:00
С 20 по 21 ноября 2023 года в ИТ-парке им. Башира Рамеева в Казани состоялся V юбилейный Лидер-Форум «Аддитивные технологии – новая реальность». Лидер-форум – главная российская площадка, где представлены последние достижения в сфере аддитивных технологий. Платформа для выстраивания тесного диалога о развитии отечественной индустрии 3D-печати. Ежегодное, масштабное событие, объединяющее ведущих экспертов отрасли, государственных корпораций и институтов развития, науки и бизнес-сообщества. Итоги V Лидер-Форума «Аддитивные технологии – новая реальность»:
25
окт 2023
11:00
  • Развитие аддитивных технологий и материалов на базе отраслевых лидеров;
  • Существующие и перспективные технологические решения в области 3D печати;
  • Российские материалы для 3D-печати, которые заменили импортные;
  • Постобработка: автоматизация и новые технологии;
  • Управление качеством, методы контроля конечного продукта;
  • Программное обеспечение для аддитивных технологий. Компьютерное моделирование аддитивных процессов;
  • Тренды развития и лучшие практики аддитивных технологий в России. Место аддитивных технологий в цифровой трансформации промышленности.