В МАИ разработали технологию ультразвуковой очистки напечатанных деталей двигателей

Учёные Московского авиационного института разработали технологию, которая позволит широко внедрить в двигателестроение трёхмерную печать металлом. В настоящее время применение напечатанных деталей ограничено несколькими факторами, среди которых — отсутствие технологии очистки их внутренних полостей. Чтобы решить эту проблему, учёные МАИ спроектировали экспериментальную установку с ультразвуковым излучателем, которая обеспечит эффективную обработку таких деталей.

— Изготавливать авиационные двигатели шестого поколения невозможно без новых конструкционных материалов и технологий, — рассказывает участник работ, доцент кафедры 205 «Технология производства двигателей летательных аппаратов» Юрий Козинер. — Для двигателестроения крайне перспективной является технология трёхмерной печати металлом. Она способствует сокращению числа технологических операций и даёт возможность создавать более сложные конструкции. Однако в процессе изготовления во внутренних полостях напечатанных деталей появляются слабо спечённые частицы исходного порошка, которые при эксплуатации могут засорять каналы и приводить к поломке. Поэтому необходимо разрабатывать методы, обеспечивающие очистку этих полостей.

В ходе исследования учёные установили, что наложение направленных ультразвуковых колебаний на технологическую среду — жидкость, прокачиваемую через внутренние каналы детали, — вызывает явление кавитации в ней, что в свою очередь помогает очистить каналы от слабо спечённых частиц.

Ранее в МАИ была создана установка с похожим принципом действия, предназначенная для очистки деталей из керамики и композиционных материалов на её основе. Установка обеспечивает наложение ультразвуковых колебаний на алмазные фрезы, что снижает динамические воздействия на хрупкую заготовку в процессе обработки. Таким образом, обработка происходит безопасно для детали.

— Наши исследования помогут не только внедрить новые методы очистки внутренних полостей изделий от эксплуатационных и технологических загрязнений, но и развить технологии изготовления деталей двигателей летательных аппаратов из керамических материалов. Использование керамических материалов позволит увеличить температуру процессов в горячей части двигателя, повысить тепловой КПД, упростить систему охлаждения деталей, а в некоторых случаях отказаться от неё, — говорит Юрий Козинер.

На материале исследований выполнены один дипломный проект, две бакалаврские работы и защищены две магистерские диссертации. В настоящее время научная группа сотрудничает с ОКБ им. Люльки и ПАО «РКК Энергия».