В МАИ создали технологию очистки 3D-печатных деталей космических аппаратов

19.07.2023

Ученые Московского авиационного института разработали перспективную технологию очистки промышленных деталей, получаемых 3D-печатью методом селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM). Исследование проведено на образцах теплообменников из алюминиевого сплава AlSi10Mg, применяемых ракетно-космической корпорацией «Энергия» на космических кораблях.

Поверхности получаемых селективным лазерным сплавлением изделий характеризуются высокой шероховатостью, а также налипающими частицами порошка, что обуславливает необходимость в постобработке. Предложенная технология очистки позволяет снижать шероховатость поверхностей на 20-25% и очищать поверхности внутренних каналов от налипших частиц порошка, сообщает пресс-служба вуза.

«Ракетно-космическая корпорация «Энергия» занялась созданием теплообменников по технологии селективного лазерного сплавления и столкнулась с проблемой во время испытаний в космосе: из-за наличия частиц порошка с низкой адгезией к поверхности на внутренних поверхностях теплообменника система обеспечения теплового режима гораздо быстрее выходила из строя. Это связано с тем, что в процессе работы системы частицы порошка отрывались от поверхности, что приводило к засорению. Данная проблема значительно сокращает срок службы системы теплого обеспечения с теплообменниками, полученными селективным лазерным сплавлением, по сравнению с традиционными, которые могут работать десять-пятнадцать», — рассказала аспирантка кафедры «Технология производства двигателей летательных аппаратов» Мария Еремкина.

Методика включает три последовательных этапа химической очистки детали — травление, осветление и матирование. Для борьбы с коррозией после очистки ученые предложили наносить никель-фосфорные покрытия.

«Сами по себе эти способы очистки хорошо известны. Образец последовательно помещают в различные растворы на определенное время при повышенной температуре. За счет этого очищается поверхностный слой. Уникальность нашей работы в том, что их раньше не применяли для деталей, полученных селективным лазерным сплавлением. Мы сумели подобрать оригинальные химические составы с оптимальной концентрацией. Также мы на практике определили, сколько времени держать образцы в растворе. Это важно, потому что если их передержать, поверхность начинает деградировать с существенной потерей массы», — поясняет Мария Еремкина.

Помимо РКК «Энергия» интерес к разработке проявил Центральный институт авиационного моторостроения имени П. И. Баранова (ЦИАМ), передавший специалистам МАИ для исследований образцы теплообменников собственного производства.