Читайте РБК без баннеров

Подписка отключает баннерную рекламу на сайтах РБК и обеспечивает его корректную работу

Всего 99₽ в месяц для 3-х устройств

Продлевается автоматически каждый месяц, но вы всегда сможете отписаться

Безопасно ли печатать двигатели самолетов на 3D-принтере

Фото: Pixabay
Фото: Pixabay
Безопасно ли использовать 3D-принтер в авиастроении и как устроен процесс печати деталей для самолетов, узнал ведущий YouTube-канала «Индустрия 4.0» Николай Дубинин

В 2015 году в Австралии ученые из университета Монаша собрали двигатель, целиком напечатанный на 3D-принтере:

Это не единичный случай. Boeing и Airbus давно занимаются аддитивными технологиями — когда 3D-принтер изготавливает деталь послойно, ориентируясь на компьютерную модель. Например, в каждом пассажирском лайнере Boeing 787 есть около 30 деталей, напечатанных по такому алгоритму, а в Airbus A350 и A320neo — целый титановый кронштейн, который соединяет крылья с двигателем.

В 2016 году компания Airbus показала первый в мире полностью напечатанный на 3D-принтере самолет Thor. Он, конечно, больше похож на авиамодель: длина — 4 м, вес — 21 кг, управление — дистанционное.

Россия не отстает. В 2020 году в Казани протестировали самолет с двигателем, напечатанным на 3D-принтере. Легкий беспилотник пролетел на высоте 170 м и двигался со скоростью 150 км/ч. В России печатают и более масштабные детали — например, для нового лайнера МС-21 и вертолета К-226. Их создают на ферме 3D-принтеров Центра аддитивных технологий «Ростеха».

Как печатают детали

В «Ростехе» детали печатают из металла — но в виде порошка с определенными свойствами и размером гранул. При этом каждый 3D-принтер предназначен для определенного вида металла и печатать на другом материале не может.

Сначала устройство внутри принтера наносит на специальную платформу слой металлического порошка. Затем лазер, работающий по заранее установленной программе, нагревает и сплавляет этот слой порошка, из-за чего он затвердевает. Затем платформа, на которой происходит выращивание, опускается на толщину слоя, и все повторяется. Так происходит несколько раз — слой за слоем. В зависимости от размера детали, процесс длится от нескольких часов до нескольких дней.

Плюсы 3D-печати

  • Детали становятся легче. Это важно в авиастроении: сэкономленный вес можно использовать, например, для дополнительных пассажирских или багажных мест.
  • Экологичность. При создании деталей традиционным способом нужный элемент вырезают из куска металла, а остальное выбрасывают. Во время работы на 3D-принтере отходов практически нет.
  • Создание форм, которые невозможно воспроизвести другими способами.
  • Быстрая скорость создания деталей.

Стоит отметить, что на 3D-принтере вряд ли когда-нибудь будут печатать детали, которые дешево и быстро изготавливаются с помощью стандартных технологий.

Принтер-гигант и принтер-ремонтник

Не все 3D-принтеры предназначены для одних и тех же действий. Так, например, в Центре аддитивных технологий «Ростеха» есть большой 3D-принтер, способный напечатать детали размером до полуметра. Такие использует Boeing: компания использует напечатанные титановые компоненты двигателей на пассажирском самолете Dreamliner 787.

При этом самолет — не единственное, что можно будет создавать на 3D-принтере. Например, стартап Relativity Space хочет в 2021 году запустить на орбиту первую в мире ракету, полностью напечатанную на 3D-принтере. И это не какие-то мечтатели, грезящие о звездах: они уже привлекли $700 млн инвестиций, а значит, в проект верят.

Футурология Бизнес в космосе: предприниматели рассказали о трендах и будущем отрасли

Другой интересный объект — принтер-ремонтник. Он способен не только печатать детали по заданной программе, но и ремонтировать их. Работает эта машина немного иначе: по технологии прямой печати металлом.

Этот механизм состоит из двух основных элементов. Первый — источник лазерного излучения, второй — специальное сопло, через которое в струе инертного газа подается порошок. Струя газа и лазерный луч фокусируются в одной точке, где и происходит плавление порошка — и рост детали. Принтер позволяет ремонтировать сломанные части, а не выбрасывать их. При этом деталь не теряет своих исходных свойств.

Чтобы починить деталь, ее надо отсканировать. Другой вариант — задать управляющую программу, где есть 3D-модель этой детали со сломанным участком. Однако чаще всего используют 3D-сканер, который позволяет получить точный образец детали, которая уже есть. На основе этой модели разрабатывают управляющую программу по ремонту.

Индустрия 4.0 Создать своего цифрового двойника: как 3D-технологии меняют нашу жизнь

Для чего нужен 3D-сканер

Именно 3D-сканер проверяет качество всех деталей для самолетов, которые создали на 3D-принтере. Все они должны быть безупречны.

Кроме того, технология дает возможность делать конструкции, которые нельзя создать стандартными методами — например, кронштейн. Он бы состоял из нескольких частей и, соответственно, пришлось бы делать несколько механообработок, сборочных операций. Все это отнимает время, а 3D-сканер дает возможность ускорить процесс.

Обновлено 03.09.2021
Главная Лента Подписаться Поделиться
Закрыть