CC BY
132УДК 629.78.015
ПРИМЕНЕНИЕ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СОВРЕМЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
А. С. Вехов, С. А. Титаренко
АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» Российская Федерация, 662972, г. Железногорск Красноярского края, ул. Ленина, 52
E-mail: vas@iss-reshetnev.ru
Рассмотрена основная задача - выпуск конкурентоспособной продукции на основе аддитивных технологий в АО «ИСС».
Ключевые слова: космический аппарат, аддитивные технологии, производство.
THE USE OF ADDITIVE TECHNOLOGIES IN MODERN MANUFACTURING
A. S. Vehov, S. A. Titarenko
JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems 52, Lenin Str., Zheleznogorsk, Krasnoyarsk region, 662972, Russian Federation E-mail: vas@iss-reshetnev.ru
Main task: the production of competitive products based on additive technologies in JSC "ISS".
Keywords: spacecraft, additive technologies, production
Применение новых технологий - одна из основополагающих задач при изготовлении современных, конкурентоспособных космических аппаратов. Для этого решается ряд сложных и многообразных задач по изготовлению деталей. Одной из таких задач является решение вопросов изготовления деталей со сложной геометрией, а также уменьшением их массы. Изготовление традиционным способом, приводит к большим, а зачастую к колоссальным затратам по трудоемкости и к невозможности механической выборки материала из-за недоступности места обработки режущим инструментом. Один из способов изготовления деталей со сложной геометрией является аддитивная технология.
Аддитивная технология (3Б-печать) - это технология послойного формирования деталей. Она является не только инструментом для макетирования, но и полноценным производственным процессом для изготовления деталей со сложной геометрией.
В данной технологии применяется широкий спектр металлических порошков (рис. 1) на основе никеля, стали, титана, алюминия, бронзы и драгоценных металлов [1].
В основном 3Б-принтеры состоят из рабочей платформы, резервуара с материалом и механизма
формирования и выравнивания слоя порошка (рис. 2). Толщина слоя составляет от 20 до 100 мкм. После формирования слоя происходит расплавление порошка, за счет перемещения луча c высокой плотностью энергии по контуру, соответствующего заданному сечению детали. Процесс нанесения материала и его сплавления повторяется слой за слоем до окончательного формирования детали. По окончанию деталь извлекается из резервуара с порошком, после чего происходит ее дальнейшая обработка в соответствии с техническими требованиями [2; 3].
Например, аэрокосмическая компания Lockheed Martin переходит на более эффективное и экономичное в сравнении с традиционными методами аддитивное производство спутниковых титановых топливных баков (рис. 3). Компания Lockheed Martin уже сократили сроки производства крышек на 87 %, а весь цикл от заказа до поставки теперь занимает три месяца вместо двух лет.
Исследовательская и консалтинговая компания International Data Corporation (IDC) провела исследование рынка аддитивных технологий в европейском регионе. Специалисты компании прогнозируют стремительный рост годового оборота в течение пяти лет - с 3,6 до 7,4 млрд долларов.
Рис. 1. Порошки для аддитивных технологий
Крупногабаритные трансформируемые конструкции космических аппаратов
Рис. 2. Процесс нанесения материала и его сплавления
Рис. 3. Топливный бак, изготовленный методом аддитивного производства
Общеевропейская выручка от продаж 3Б-прин-теров, расходных материалов, программного обеспечения и услуг в 2017 году составила порядка 3,6 млрд долл. Основываясь на текущих трендах и результатах проведенных опросов, аналитики IDC предрекают стабильный и быстрый рост аддитивного рынка на уровне 15,3 % в год [4; 5].
Чтобы выпускать конкурентоспособную машиностроительную продукцию необходимо активно осваивать и развивать аддитивные технологии в АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева» (далее - АО «ИСС»).
Для развития аддитивных технологий в АО «ИСС» необходимо провести оснащение производства предприятия современным технологическим оборудованием, а также повести повышение квалификации специалистов предприятия через обучение. Для этого в АО «ИСС» необходимо провести:
- ознакомление специалистов с передовыми технологиями аддитивного производства: трехмерное формообразование методом лазерной наплавки, селективное лазерное и электронно-лучевое плавление;
- получение практического опыта работы на современном оборудовании аддитивного производства
и ознакомление с вариантами промышленного внедрения технологических процессов аддитивного производства.
Освоив аддитивные технологии в АО «ИСС» мы получим следующие преимущества:
Большая экономия сырья.
При применении аддитивных технологий используется только требуемое количество материала, которое нужно для производства продукции. Тогда как при традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 80-85 %.
Возможность изготовления деталей со сложной геометрией.
Оборудование для аддитивных технологий позволяет изготавливать детали и сборочные единицы, которые невозможно получить другим способом. Например, получить сборочную единицу, состоящую из детали, размещенной внутри другой детали. Или получить очень сложные по геометрии детали, например, детали системы охлаждения на основе сетчатых конструкций (чего невозможно получить ни литьем, ни штамповкой).
Мобильность производства и ускорение обмена данными.
С применением аддитивных технологий отпадет необходимость использования стандартных чертежей. В основе данной технологии лежит компьютерная модель будущего изделия, которую можно передать в считанные минуты на другой конец мира - и сразу же начать её производство.
Библиографические ссылки
1. Неруш С. В., Евгенов А. Г. Исследование мелкодисперсного металлического порошка жаропрочного сплава марки ЭП648-ВИ применительно к лазерной LMD-наплавке, а также оценка качества наплавки порошкового материала на никелевой основе на рабочие лопатки ТВД // Тр. ВИАМ. 2015. № 3. С. 1.
2. Аддитивное производство из металла / 3D-re-чать [Электронный ресурс]. URL: https://www.laser-bulat.ru/articles/148/ (дата обращения: 04.09.2018).
3. Международный научно-исследовательский журнал [Электронный ресурс]. URL: https://research-journal.org/technical/obzor-metodov-additivnogo-formiro-vaniya-izdelij/ (дата обращения: 04.09.2018).
4. Зленко М. А., Нагайцев М. В., Довбыш В. М. Аддитивные технологии в машиностроении : пособие для инженеров. М. : ГНЦ РФ ФГУП «НАМИ», 2015. 220 с.
5. Аддитивные технологии : информационный бюллетень. 2018. № 24 (59). 37 с.
References
1. Nerush S. V., Evgenov A. G. Investigation of fine metal powder of high-temperature alloy grade ЭП648-У1 with respect to the laser LMD-surfacing, as well as evaluation of the quality of welding of the powder material Nickel-based on the rotor blades of the HPT // Trudy VIAM. 2015. No. 3. P. 1.
2. Article Additive manufacturing, metal 3D printing. Available at: https://www.laser-bulat.ru/articles/148/ (accessed: 04.09.2018).
3. International research journal. Available at: https://research-journal.org/technical/obzor-metodov-additivnogo-formirovaniya-izdelij/ (accessed: 04.09.2018).
4. Zlenko M. A., Nagaytsev M. V., Dovbysh V. M. Additive technologies in mechanical engineering // Handbook for engineers. M. : SSC RF FSUE "NAMI", 2015. 220 p.
5. Additive technology : Newsletter. 2018. № 24 (59). 37 p.
© Вехов А. С., Титаренко С. А., 2018
