Фотополимер и 3D-печать помогут изготавливать детали для космических ракет

Антон Тальский – 09 апреля 2021

Учёные Пермского Политеха и их коллеги из Индии разработали уникальную технологию на основе фотополимера и 3D-печати, которая поможет производить сложные металлические детали для изготовления самолётов и ракет.

Обычно процесс изготовления металлических изделий для различных типов промышленности (авиация, машино- и ракетостроение) основан на созданной инженерами модели изделия, подвергнутой обработке керамической оболочковой формой. В этом виде модель помещают в печь, а затем в получившуюся твёрдую форму заливают расплавленный металл. При этом наиболее проблемной задачей является сохранение целостности формы при таких сильных нагрузках: в любой момент процедуры могут произойти дефект или деформация исходного объекта. Чтобы этого избежать модель должна иметь точную структуру, а методы выжигания, применяемые к ней, должны быть оптимальны и выверены с точки зрения параметров.

Пермские учёные и их индийские коллеги установили, что добиться этого можно посредством применения фотополимера в качестве материала для моделей металлических изделий. Фотополимерные модели, созданные с помощью 3D-печати, имеют регулируемую ячеистую структуру, а также уникальные свойства, которые позволят сделанной на основе модели керамической форме сохранять целостность при выжигании. Фотополимер как материал для моделей был подвергнут различным испытаниям, в результате которых учёные определили необходимые для оптимального выжигания температурные параметры:

«Мы выяснили, что если выжигаемая модель будет заполнена фотополимером на 85 %, то это сдержит максимальные напряжения в керамической оболочковой форме на уровне 6,5 МПа. Такие условия позволят уменьшить брак при удалении материала. Наличие ячеек снизит расход материала на производство модели и уменьшит количество пепла при ее выжигании. В результате этого производители смогут уменьшить количеств дефектов и трещин в изделиях», — пояснил автор исследования, доцент кафедры «Инновационные технологии машиностроения» Пермского Политеха, кандидат технических наук Тимур Абляз.

Как показали промышленные испытания, разработка исследователей помогла повысить эффективность литья сложных металлических изделий на 34%. Как отмечают учёные, новая технология сократит как временные, так и финансовые затраты на производство материалов.

Фото: Belta