Параметры камер ракетных двигателей, полученных методом выборочного лазерного сплавления
Автор: Журавлев В. Ю., Манохина Э. С., Шикарев М. А.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника
Статья в выпуске: 1 т.25, 2024 года.
Бесплатный доступ
При проектировании и отработке ракетного двигателя малой тяги (РДМТ) одной из важнейших задач является обеспечение качества материалов, что, в свою очередь, влияет на надежность изделия. В настоящее время активно развиваются аддитивные технологии изготовления деталей из металлов. Это направление актуально для изделий ракетно-космической техники с целью уменьшение массы и повышения надежности изделий. В статье представлены результаты исследований химического состава и механических характеристик материала камеры-демонстратора ракетного двигателя малой тяги, изготовленной методом выборочного лазерного сплавления из металлического порошка. Исследовались свойства изделий из порошка металла марки Инконель 718. Были изготовлены образцы, у которых исследовались химические, механические и структурные характеристики материала. По результатам испытаний напечатаны два образца РДМТ. Камеры РДМТ испытывались на вибронагрузки, прочность и герметичность. Была отмечена повышенная пористость и шероховатость исследуемого материала камеры двигателя. При анализе ряда параметров технологии выборочного лазерного сплавления, проведен экспериментальный подбор параметров печати и выявлены наиболее значимые факторы, влияющие на качество печати (шероховатость и пористость поверхности). По результатам проведенных работ выделены четыре группы управляемых параметров печати, влияющих на свойства получаемого материала. Также в работе приведены рекомендации по режимам и характеристикам печати для получения наиболее качественных деталей.
Slm-печать, inconel 718, испытания, механические свойства материала, анализ параметров печати
Короткий адрес: https://sciup.org/148328304
IDR: 148328304 | DOI: 10.31772/2712-8970-2024-25-1-106-114
Список литературы Параметры камер ракетных двигателей, полученных методом выборочного лазерного сплавления
- Критерии применения аддитивных технологий в изделиях энергетического и тяжелого машиностроения / Э. Ю. Колпишон, А. В. Дуб, Н. Г. Разумов и др. // Аддитивные технологии. 2022. № 3. С. 33–37.
- Комаров В. А. Проектирование силовых аддитивных конструкций: теоретические основы // Онтология проектирования. 2017. Т. 7, № 2(24). С. 191–206. Doi: 10.18287/2223-9537-2017-7-2-191-206.
- Металографический анализ камеры, изготовленной методом 3D-печати / Е. Е. Жигурова, К. Е. Мумбер, Р. А. Казаков и др. // Решетневские чтения: материалы XXVI Междунар. науч.-практ. конф. (Красноярск, 09–11 ноября 2022). Ч. 1. Красноярск, 2022. С. 175–177.
- Смелов В. Г., Сотов А. В., Агаповичев А. В. Исследование структуры и механических свойств изделий, полученных методом СЛС из порошка стали 316L // Черные металлы. 2016. № 9. С. 61–65.
- Анализ механических характеристик материала корпуса камеры-демонстратора ракетного двигателя малой тяги, изготовленного методом 3D-печати / Е. Е. Жигурова, К. Е. Мумбер, Р. А. Казаков и др. // Решетневские чтения: материалы XXVI Междунар. науч.-практ. конф. (Красноярск, 09–11 ноября 2022). Ч. 1. Красноярск, 2022. С. 172–174.
- Грязнов М. Ю., Шотин С. В., Чувильдеев В. Н. Физико-механические свойства и структура сплава Inconel 718, полученного по технологии послойного лазерного сплавления // Вестник Нижегород. ун-та им. Н. И. Лобачевского. 2014. № 4–1. С. 46–51.
- Laser additive manufacturing of metallic components: Materials, processes and mechanisms / D. Gu, W. Meiners, K. Wissenbach, R. Poprawe // International Materials Reviews. 2012. No. 57 (3). P. 133–164.
- Лихтнер А. С. Практическое исследование усадки 3D-печатных керамических деталей, изготовленных по DLP-процессу // Аддитивные технологии. 2023. № 2. С. 12–15.
- Электрохимическая обработка изделий аддитивного производства из металлов и сплавов / Е. В. Краснова, Б. П. Саушкин, И. А. Слюсарь, С. В. Смеян // Аддитивные технологии. 2023. № 2. С. 49–57.
- Zhao C., Qu N., Tang X. Removal of adhesive powders from additive manufactured internal surface via electrochemical machining with flexible cathode // Precision Engineering. 2021. Vol. 67. P. 438–452. Doi: 67.438-452.10.1016/j.precisioneng.2020.11.003.
- Nandwana P., Kirka M., Okello A., Dehoff R. Electron beam melting of Inconel 718: effects of processing and post-processing // Materials Science and Technology. 2018. Vol. 34. P. 1–8. Doi: 10.1080/02670836.2018.1424379.
- Application of electrochemical polishing in surface treatment of additively manufactured structures / Mu Jierui, Sun Tengteng, Leung Chu Lun Alex et al. // Progress in Materials Science. 2023. Vol. 136. P. 103. Doi: 10.1016/j.pmatsci.2023.101109.
- State of the art on chemical and electrochemical based finishing processes for additive manufactured features / Mulla Mahaboob Basha, Shaik Mahaboob Basha, V. K. Jain, M. R. Sankar // Additive Manufacturing. 2022. Vol. 58. Doi: 10.1016/j.addma.2022.103028.
- An Linchao, Wang Dengyong, Zhu Di. Combined electrochemical and mechanical polishing of interior channels in parts made by additive manufacturing // Additive Manufacturing. 2022. Vol. 51. Doi: 102638.10.1016/j.addma.2022.102638.
- Суфриянов В. Ш., Попович А. А., Борисов Е. В. Влияние толщины слоя построения при селективном лазерном плавлении сплава Инконель 718 на микроструктуру и свойства // Цветные металлы. 2016. № 1(877). С. 81–86.
- Krasnova Е. V., Saushkin, B. P., Shandrov B. V. Pre-production engineering in additive manufacturing / Lecture Notes in Mechanical Engineering // Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering (ICIE 2021). 2021.Vol. 2. P. 261–268.
- Евгенов А. Г., Королев В. А., Шуртаков С. В. Перспективы разработки высокопроизводительных режимов селективного лазерного сплавления жаропрочных сплавов на основе никеля для изготовления деталей ГТД // Аддитивные технологии: настоящее и будущее: сб. докладов III Междунар. конф. (Москва, 23 марта 2017). Москва, 2017. С. 23.
- Совместное производство деталей методом 3D-печати в ООО «Гранком» и АО «ЦАТ» / А. И. Демченко, А. А. Максимов, А. И. Андрейко, В. С. Маршов // Аддитивные технологии. 2022. № 3. C. 8–10.
