Покоряя космос: как АТ становятся неотъемлемой частью аэрокосмической отрасли

Применение аддитивных технологий (АТ) в производственных процессах с каждым днем набирает все большую популярность. И одна из отраслей, в которую активно внедряется 3D-печать, — аэрокосмос. Подробнее — в нашем материале.

В рамках VI «Лидер-форума», где были представлены последние достижения и инновации в сфере АТ, состоялась панельная дискуссия «Промышленность печатает». Вторую часть этой дискуссии посвятили использованию аддитивных технологий в аэрокосмической отрасли. В контексте разговора об АТ аэрокосмос заслуживает отдельного внимания, ведь именно с него началось промышленное применение аддитивных технологий в мире, отмечали эксперты.

Приглашенные спикеры поделились кейсами успешного внедрения аддитивных технологий у себя на предприятиях. Первым выступил заместитель генерального директора АО «ОДК» Михаил Бакрадзе. По его словам, у них «нет ни одного ОКРа, который бы выполнялся без помощи аддитивных технологий, ведь они дают невероятные возможности в любом направлении: от малоразмерных двигателей до двигателей большой тяги».

Генеральный директор Центра аддитивных технологий Алексей Мазалов рассказал об изготовлении корпуса топливной развязки двигателя ПД-8 с помощью аддитивных технологий. Печать двигателя занимает всего трое суток. Благодаря применяемым технологиям объем механической обработки снижается до состояния готовой детали в два раза относительно литья. 

Печать элемента корпуса космического аппарата из отечественного алюминиевого сплава занимает не более 3,5 суток. Ее изготовление с помощью АТ позволяет уменьшить вес детали и, как следствие, сроки изготовления и стоимость.

Тем временем в АО «НЦВ Миль и Камов» за пять лет существования компании из 180 наименований деталей для четырех вертолетов в аддитивное серийное производство было переведено 48. Для пилотного внедрения распечатанных деталей был выбран вертолет МИ-171А3. Селективное лазерное сплавление и спекание привели к уменьшению массы объектов в 1,5 раза, а также к сокращению количества деталей с 400 до 80, поделилась успехами заместитель главного конструктора по ПКМ и АТ Александра Семенцова.

Все приглашенные эксперты отмечали снижение временных и материальных затрат, которым поспособствовали аддитивные технологии. Эти преимущества не обошел стороной и профессор кафедры «Сварочное производство. Метрология и технология материалов» Пермского Национального Исследовательского Политехнического университета, директор xWeld Дмитрий Трушников. Он также отметил, что АТ позволяют решить задачу повышения технологичности. 

По его словам, ранее никто в России и дружественном Китае не мог сделать проволоку из магния диаметром менее 3 мм. А его компания совместно с ГК «Роскосмос» освоили эту технологию.

Помимо этого, в 2024 году xWeld запустил лазерную проволочную наплавку с контролируемым переносом металла, где деталь печатается самостоятельно, и контроль со стороны оператора не требуется. Причем сам процесс происходит в вакууме — это «очень дешевый способ изготовления деталей», «самый дешевый вид химической защиты».

Но несмотря на успехи в освоении АТ, генеральный директор ООО «РосАТ» Илья Кавелашвили подчеркнул, что регулятор по-прежнему опасается допускать специалистов по аддитивным технологиям в атомную промышленность. Тем не менее он считает, что это повод стать еще продуктивнее. Так что до конца 2024 года компания изготовит 10 металлопорошковых принтеров Rusmelt 310M.

К этому выводу присоединился и помощник главы республики Татарстан по науке, инновациям и высшему образованию, доктор физ. -мат. наук, профессор, зав. каф. лазерных и аддитивных технологий КНИТУ-КАИ Альберт Гильмутдинов. По его мнению, аддитивные технологии имеют существенные преимущества и Россия должна развиваться в этом направлении. В качестве примера он рассмотрел две модели ракетных двигателей Илона Маска серии Raptor компании SpaceX. Raptor 1 изготавливается традиционным методом: его вес составляет 3,6 т, а тяга — 185 т.с. А вот напечатанный Raptor 3 превосходит Raptor 1 по мощности в 1,5 раза, веся при этом в два раза меньше.

Другой озвученный профессором пример — ракета Terran 1, которая на 85% состоит из АТ. В то время как ее традиционное изготовление занимает два года, напечатать ее можно всего за два месяца.

Все эти примеры наглядно демонстрируют, что аддитивные технологии кратно улучшают ключевые характеристики изделий за кратно меньшее время и кратно меньшую стоимость. «АТ революционным образом меняют облик современной промышленности», — подытожил Гильмутдинов.