Технология гибридной аддитивной штамповки

Компания «ОДК-Сатурн» разработала технологию гибридной аддитивной штамповки лопаток газотурбинных двигателей из синтезируемого титанового сплава. Это позволяет значительно снизить себестоимость их изготовления и повысить технологичность производства.

Обычно для изготовления деталей со сложной геометрической формой из титановых сплавов применяется изотермическая штамповка. Для этого необходимо предварительное формообразование прутковой заготовки. Инженеры ОДК решили применить для формообразования фасонированных заготовок из титанового сплава технологию селективного электронно-лучевого сплавления металлопорошковой композиции с последующей штамповкой. Процесс получил название «Гибридная аддитивная штамповка».

Сначала выполнили виртуальное моделирование детали в программе QForm 3D. Тестирование провели на штамповке лопаток направляющего аппарата двигателя SaM146 из титанового сплава ВТ6 с припуском под безразмерную обработку профиля пера. На этом изделии отработали технологию получения высокоточных заготовок с геометрией, близкой к расчетной модели, чтобы минимизировать постобработку.

Заместитель главного инженера опытного завода по аддитивным технологиям ПАО «ОДК-Сатурн» Денис Федосеев уточнил: «Аддитивная технология электронно-лучевого сплавления имеет ряд преимуществ перед другими аддитивными технологиями высокого уровня технологической готовности. Данный процесс проводится в вакууме при высокой мощности излучения и высоких температурах рабочей зоны (до 1000°C), что позволяет синтезировать детали с минимальными внутренними напряжениями, отсутствием пор, высоким качеством и стабильностью микроструктуры. Также эта технология имеет высокую производительность, минимальную стоимость и высочайшее качество используемой металлопорошковой композиции, получаемой по технологии центробежного распыления».

«Внедрение технологии изготовления фасонированных заготовок методом селективного электронно-лучевого сплавления позволяет существенно сократить сроки и стоимость получения первых годных деталей на стадии опытно-конструкторских работ. Проведение натурных испытаний наряду с цифровым моделированием процесса штамповки позволяет на 100% подтвердить качество будущих заготовок лопаток до изготовления дорогостоящей штамповой оснастки полного цикла обработки давлением», - пояснил главный кузнец «ОДК-Сатурн» Никита Рассудов.

Для производства используется металлопорошковая композиция ВТ6, разработанная «ОДК-Сатурн» в рамках программы импортозамещения. Материал в 2019 г. прошел паспортизацию в ФГУП ВИАМ и внесен в перечень материалов, рекомендуемых к применению в авиадвигателестроении. Серийное производство металлопорошковых композиций по техническому заданию и техническому условию «ОДК-Сатурн» освоено ведущими отечественными предприятиями, такими как СМК, Композит и др.

«ОДК-Сатурн» активно внедряет аддитивные технологии в производство деталей камер сгорания, элементов внешней обвязки авиационных, морских и энергетических газотурбинных двигателей. На аддитивное производство переведены многие детали и сборочные единицы испытательных стендов, специнструментов и оснастки.

Источник: ОДК-Сатурн