CC BY
38
Шуневич Николай Александрович, канд. техн. наук, начальник лаборатории, vka@mil.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского
DIRECTIONS OF PERFORMANCE IMPROVEMENTS LIGHT-GAS INSTALLA TION
V.V. Martynov, N.A. Shunevich
Based on the analysis of the characteristics of the triggering of the powder charge and the process of compression of the working gas in a light-gas installation, the main directions of research to improve its operational qualities are determined. Some constructive and technological solutions are proposed, assuming the achievement of a positive result.
Key words: light-gas installation, powder charge, striker, forcing pressure, compression chamber, piston.
Martynov Viktor Vasilievich, Senior Researcher, vka@,mil.ru, Russia, Saint Petersburg, Mozhaisky Military Space Academy,
Shunevich Nikolay Aleksandrovich, candidate of technical sciences, head of the laboratory, vka@,mil.ru, Russia, Saint Petersburg, Mozhaisky Military Space Academy
УДК 621
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-501-504
ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ, ИЗГОТАВЛИВАЕМЫХ МЕТОДОМ
АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
АО. Чечуга
В работе рассмотрены основные параметры оборудования, материалов, а также внешней среды, влияющие на качество изделий, изготовленных методом аддитивного спекания. Проанализированы виды дефектов, возникающих в процессе обработки, и их влияние на физико-механические свойства изделий. Изложены способы и методики предотвращения и устранения различных дефектов, а также рекомендации по их профилактике. Описаны прогрессивные методы аддитивного спекания, позволяющие изготавливать изделия высокого качества. Представлены способы контроля и улучшения структуры изготавливаемых деталей, а также методы дополнительной обработки поверхностей изделий с целью повышения качественных показателей для удовлетворения поставленных требований.
Ключевые слова: филамент, металлический порошок, ход лазера, секторальное спекание.
По мере реализации аддитивных технологий на производствах основное внимание уделяется качеству изготавливаемых изделий. Этот вопрос является ключевым, поскольку именно он определяет рациональность применения аддитивной технологии взамен традиционных методов. Основными материалами при 3D-печати являются фи-ламенты и металлические порошки.
Однородность структуры полученного изделия из филамента определяют такие факторы, как:
- значение температуры лазерного луча при обработке;
- величина шага хода лазера;
- соблюдение показателей среды обработки.
501
Показатели перечисленных факторов зависят от типа выбранного материала обработки и технологических требований, предъявляемых к готовому изделию. Любые отклонения от регламентируемой технологии изготовления будут приводить к образованию дефектов в изделии, влияющих на его дальнейшую эксплуатацию.
Если заданная температура лазерного луча ниже предписанного значения, то сплавление частиц материала будет недостаточным, что повлечет за собой неоднородность структуры изделия, а также образование пустот. Следствием из этого будет нарушение физико-механических свойств изготовленной продукции, а именно: низкая прочность и твердость, отсутствие пластической деформации. В случае, если температура выше предписанной, то процесс сплавления будет происходить слишком интенсивно, что повлечет деформацию формы и структуры изделия.
Величина шага хода лазера задается исходя из выбранной температуры. При неправильно выбранном шаге процесс сплавления частиц материала идет с нарушениями, аналогичными возникающим при ошибочно заданной температуре.
Важным аспектом является то, в каких внешних условиях происходит процесс печати. Необходимо учитывать температуру помещения, уровень влажности, наличие случайных воздушных потоков. При несоблюдении данных условий возникает риск деформации остывающего после печати изделия, вызванной возникновением неконтролируемых усадок и окислов материала, при взаимодействии с кислородом. Поэтому, для сохранения характеристик изделия, следует производить процесс печати в герметичной камере с подачей инертных газов.
Также, на качество готовой детали влияет следующая за печатью обработка поверхностного слоя. Она заключается в удалении поддержек, придании особой структуры или качества поверхности. Для этого используется механическая обработка инструментом, шлифование или воздействие химических реагентов. Также, используется дробеструйная или пескоструйная обработка изделия. Комплексом перечисленных методов возможно достигать шероховатости поверхности на уровне 0,01 мм.
Печать изделия из металлического порошка производиться строго в герметичной камере с инертным газом, поскольку нагретый металл крайне чувствителен к окислению. Результатом такого окисления будут неконтролируемые включения в конечной структуре материала, что вызовет невозможность прогнозирования его физико-химических свойств. Также, после завершения процесса печати, остывание полученного изделия следует производить на терморегулируемом столе в герметичной камере, чтобы снизить степень возникновения усадок, или других внутренних деформаций в структуре изделия.
По завершению процесса изготовления детали из металлического порошка, в ее структуре остаются внутренние напряжения, вызывающие снижение возможности изделия сопротивляться нагрузкам. Для нейтрализации напряжений, а также увеличения прочности и пластичности, требуется производить дополнительную термическую обработку, результатом которой будет снижение остаточных напряжений на 7080%.
Шероховатость поверхности напрямую зависит от режимов сплавления. Для уменьшения шероховатости практикуют методику повторной обработки лазером. Суть методики заключается в дополнительном проходе лазерного луча по уже сплавленной поверхности. Результатом такой деятельности является увеличение плотности материала изделия в 2 раза и улучшение качества поверхности до 90%.
В случаях, когда к изготавливаемой из металлического порошка детали предъявляются особые требования по прочности, используют различные методики спекания слоев. Суть подобных методик заключается в том, что направление проходов лазера меняется в процессе обработки. Это может происходить за счет смены направления движения лазера отдельно в каждом из поочередно спекаемых слоев. Более сложный вариант состоит из совокупности смены направления прохода в каждом из слоев и перпендикулярности проходов спекаемых слоев (рис. 1).
+ + +
¿^Шу7
Рис. 1. Варианты хода лазера по слоям
Также, существует методика секторального разделения спекаемого слоя. Она заключается в том, что спекаемый слой разделяется на равные сектора, внутри которых устанавливаются индивидуальные режимы спекания. В таком случае, как правило, обработка происходит в шахматном порядке (рис.2).
А л
Рис. 2. Поочередное и секторальное спекание
Использование подобных методик позволяет значительно понизить пористость изготавливаемой продукции, за счет чего, увеличить ее прочностные характеристики. Как итог - физико-механические свойства подобных изделий сопоставимы и даже превосходят изделия, полученные путем литья.
Для контроля качества в процессе изготовления детали используются программные продукты, позволяющие следить за протеканием процесса и контролировать изменения. Они могут моделировать процесс печати и на основе этого определять возможные отклонения от требуемого результата. Для контроля изготовленной продукции используют металлографические устройства, позволяющие определять наличие внутренних дефектов изделия.
Список литературы
1. Валетов В.А. Аддитивные технологии (состояние и перспективы). Учебное пособие. СПб.: Университет ИТМО, 2015. 63 с.
2. Вальтер А.В. Послойный синтез армированных объёмных изделий // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2011. Т.2. №12. С. 222 - 229.
3. Каблов Е.Н. Стратегические направления развития материалов и технологий их переработки на период до 2030 года // Авиационные материалы и технологии. 2012. №5. С. 7-17.
4. Гиршов В.Л., Котов А.А., Цеменко В.Н. Современные технологии в порошковой металлургии: учеб. Пособие. СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2010. 385 с.
5. Шкуро А.Е., Кривоногов П.С. Технологии и материалы 3D-печати: учеб. пособие. Екатеринбург: Урал. Гос. Лесотехн. Ун-т, 2017. 101 с.
6. Рэдвуд Б., Шофер Ф., Гаррэт Б. 3D-печать практическое руководство /пер. с англ. М.А. Райтмана. М.: ДМК Пресс, 2020. 220 с.
503
7. Авшарян Г. Э. Десятипальцевый метод скоростной печати. Слепая печать за пару дней. М.: НТ Пресс, 2007. 128 c.
8. Чечуга А.О Использование металлических порошков в аддитивном производстве // Известия Тульского государственного университета Технические науки, 2021. Вып. 12. С. 457-459.
Чечуга Антон Олегович, студент, chechugaanton@mail.ru, Россия, Тула, Туль-сий государственный университет
QUALITY PARAMETERS OF PRODUCTS MANUFACTURED BY THE METHOD OF
ADDITIVE TECHNOLOGIES
A.O. Chechuga
The paper considers the main parameters of equipment, materials, as well as the external environment that affect the quality of products manufactured by additive sintering. Analyzed the types of defects arising in the process of processing, and their influence on the physical and mechanical properties of products. The ways and methods of prevention and elimination of various defects, as well as recommendations for their prevention are outlined. Progressive methods of additive sintering are described, which make it possible to produce high quality products. Methods for controlling and improving the structure of manufactured parts, as well as methods for additional surface treatment of products in order to improve quality indicators to meet the requirements are presented.
Key words: filament, metal powder, laser move, sectoral sintering.
Chechuga Anton Olegovich, student, chechugaanton@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 656.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-4-504-512
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГРУЗОВОЙ РАБОТЫ С СЫПУЧИМИ ГРУЗАМИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ
ВВ. Денисов, ИИ. Кононов, М.В. Прусов
В данной статье рассматриваются существующие технологии выгрузки щебня из полувагона с повышенного пути с помощью погрузочно-разгрузочных машин, вибрационных устройств на вагон, на люки полувагона, а также щеточных очистных устройств. Рассмотрены все негативные стороны и предложена новая конструкция, которая позволяет избавится от недостатков существующей технологии, повысить эффективность выгрузки за счет оперативного освобождения прирельсового пространства от ранее выгруженной партии.
Ключевые слова: сыпучий груз, полувагон, очистка, выгрузка, повышенный путь, механизированный отвал.
На железнодорожных станциях, предназначенных для обработки транзитных грузовых и пассажирских поездов, выполнения маневровых операций по формированию - расформированию участковых и сборных поездов, для обеспечения грузовых перевозок лиц не располагающих собственными путями необщего пользования используют грузовые дворы ОАО «РЖД».
