Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева впервые создали с помощью аддитивных технологий из металлического порошка на установке селективного лазерного сплавления SLM280 камеру сгорания малоразмерного газотурбинного двигателя, сообщает пресс-служба НИИ.

Камера сгорания – один из ключевых элементов малоразмерного газотурбинного двигателя. При использовании стандартных технологий на производство камеры требуется примерно полгода, и еще около пяти лет требуется для получения максимальных эксплуатационных характеристик подобного изделия. Но применение аддитивных технологий позволяет производить детали сложной формы в короткие сроки, практически без использования технологической оснастки, что позволяет резко сократить цикл производства изделий.

Камера, изготовленная в Самаре, сделана из отечественного металлического порошка. Исследователи использовали технологию селективного лазерного сплавления (СЛС), при которой используется лазер высокой мощности для расплавления тонкого слоя металлического порошка в соответствии с трёхмерной моделью. Основными материалами, используемыми для изготовления газотурбинных двигателей методом СЛС, являются высокопрочные стали, титановые сплавы и сплавы на никелевой основе. Для того, чтобы достичь нужного результата, самарские ученые «вырастили» из него более ста опытных образцов – металлических заготовок, выплавленных при различных режимах спекания для определения прочностных свойств металла, отмечается в сообщении.

Стендовые испытания показали, что изготовленный по новой технологии образец камеры сгорания полностью соответствует необходимым требованиям. По словам пресс-службы, материал и сама камера выдерживали как длительную тепловую нагрузку в течение полутора часов, так и повторно-кратковременную, когда производили запуск-остановку в течение 10 минут.

«Образец испытывался на огневом стенде на длительность работы в условиях эксплуатации, близких к реальным. На входе в камеру подавался подогретый воздух до температуры 400 градусов Цельсия – это рабочая температура воздуха на входе в камеру сгорания газотурбинного двигателя. Условия горения были максимально приближены к реальным. Температура рабочего тела в первичной зоне камеры сгорания составляла 1600 ºС, на выходе из КС температура продуктов сгорания составляла 1200 ºС», - приводятся в сообщении пояснения директора Научно-образовательногой центра газодинамических исследований Самарского университета Михаила Анисимова.

Как полагают авторы разработки, успешный опыт изготовления рабочей камеры сгорания с использованием метода аддитивных технологий открывает перед учеными университета возможность в ближайшее время создать газотурбинный двигатель. По словам заведующего лабораторией аддитивных технологий Самарского университета Виталия Смелова, первый опытный образец малоразмерного газотурбинного двигателя, созданный методом аддитивных технологий в Самарском университете, может появиться уже через полгода. Как полагают ученые, в дальнейшем подобная методика может использоваться при массовом производстве деталей на 3D-принтерах, что существенно сократит сроки последующих работ при производстве двигателя. 

Ранее подобный проект был реализован учеными Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), которые совместно с Фондом перспективных исследований впервые в России изготовили по аддитивной технологии прототип малоразмерного газотурбинного двигателя для беспилотных летательных аппаратов. 

Сейчас самарские ученые совместно с Санкт-Петербургским политехническим университетом разрабатывают российскую лазерную 3D-установку, которая позволит по разработанной в Самарском университете технологии производить на серийных заводах крупногабаритные детали для "взрослых" авиационных газотурбинных двигателей. Другой проект разрабатываемый совместно с РКЦ «Прогресс», предполагает создание на основе аддитивных технологий изделий для ракетно-космической отрасли.