Российская разработка ускорит создание деталей для энергетики и авиации

Специалисты НИТУ МИСИС и ПАО «ОДК-Кузнецов» в рамках постановления Правительства Российской Федерации № 218 представили инновационный подход, который позволяет создавать более прочные и термостойкие детали для авиадвигателей и энергетических установок. Они предложили изготавливать формы для отливок, сочетая технологию 3D-печати с высокотемпературным спеканием, что решает ключевую проблему существующих методик — выделение газов при литье жаропрочных сплавов. Результаты исследования представлены в Journal of Manufacturing and Materials Processing.

«Основная идея нашего подхода заключается в использовании преимуществ 3D-печати для создания изделий сложной геометрии с последующим укреплением формы за счет пропитки коллоидным кремнеземом. В работе, кроме традиционного диоксида кремния, использовались еще два перспективных огнеупорных материала: пропант — гранулированный оксид алюминия, и ценосферы — полые керамические микросферы, которые обеспечивают необходимые технологические и теплофизические свойства форм», — сказал доктор технических наук Андрей Колтыгин, директор инжинирингового центра литейных технологий и материалов НИТУ МИСИС.

Процесс изготовления состоит из нескольких этапов. Сначала методом струйной печати с использованием фуранового связующего, создается заготовка литейной формы. Затем она подвергается многократной пропитке коллоидным кремнеземом, что позволяет заполнить поры и укрепить структуру. Завершающий этап — спекание при температуре около 1200°C, в результате которого формируются прочные керамические связи и удаляется органическое связующее. После этого форма готова к заливке металлом в вакууме.

Экспериментальные результаты показали, что предложенная технология позволяет достичь высокой прочности форм при минимальной усадке — всего 0,5-1,8%. Это существенно меньше, чем при использовании альтернативных методов аддитивного изготовления керамических литейных форм. В результате работы были получены экспериментальные отливки из жаропрочного никелевого сплава, которые по основным параметрам соответствовали промышленным требованиям.

Напомним, что к выполнению проекта по созданию технологии изготовления уникальных крупногабаритных отливок из жаропрочных сплавов для газотурбинных двигателей, ориентированной на использование отечественного оборудования и организацию современного ресурсоэффективного, компьютероориентированного литейного производства коллектив ПАО «ОДК-Кузнецов» совместно с НИТУ МИСИС приступил в 2022 году. Проект реализуется в рамках реализации постановления Правительства №218.

Читать подробнее: Российская разработка ускорит создание деталей для энергетики и авиации, Naked Science, 19.05.2025