Сокращение затрат на производство с использованием 3Д печати

Задание на разработку аддитивной детали

Заказчик эксплуатирует сверхзвуковое оборудование для нанесения покрытий. Одна из деталей в составе этого оборудования производства Германии стоит более 1000€ при средней продолжительности работы 60 ч.

Принцип работы изделия

Кислород и керосин под давлением подаются в камеру сгорания, смесь воспламеняется, расширяется и, проходя через сопло Лаваля, ускоряется до 6 скоростей звука. В реактивную струю через штуцеры подаются порошки для напыления (типа FeCrNiMoSi, Cr3C2 -NiCr, WСCoCr)
Проблемный деталью является корпус подвода порошка. 

 

В процессе работы происходит высокотемпературный абразивный и эрозионный износ корпуса на выходе порошка по направлению струи. 

 

За 10 лет эксплуатации горелки было предпринято несколько попыток локализации производства изделия, однако сложность конструкции не позволила успешно решить эту задачу.

Решение

Посчитали тепловую картину горелки.

Поскольку деталь изнашивается только в одном месте, приняли решение разбить деталь на две: сложную, с большим сроком эксплуатации и практически не изнашиваемую и простую, дешевую и легкосменную.
Рассчитали несколько вариантов охлаждения и конструкции корпуса. Поскольку рассматривали вариант изготовления сложной детали аддитивными методами, ограничения на сложность конструкции охлаждения резко понизились. Мы разрабатывали деталь исходя из эффективности охлаждения, не опираясь на технологичность изготовления стандартными методами.

Варианты системы охлаждения аддитивной детали

Вариант системы охлаждения аддитивной детали

 

Вариант системы охлаждения аддитивной детали
Вариант системы охлаждения аддитивной детали Вариант системы охлаждения аддитивной детали

Выбрали наилучшее решение с  точки зрения эффективности охлаждения и технологичности изготовления.

 

Разработали окончательную конструкцию.

Напечатали неизнашиваемую часть детали корпуса на SLM установке

Детали аддитивного производства

Обработали детали.

Чтобы избежать гальванической коррозии пары Al-Cu алюминиевую деталь покрыли оксидным покрытием методом МДО.

Слева - деталь без покрытия. Справа - деталь с покрытием.

Слева - деталь без покрытия. Справа - деталь с покрытием.

 

Выточили медную вставку и собрали.
 

Слева – старая конструкция детали, справа – новая, состоящая из двух деталей. Слева – старая конструкция детали, справа – новая, состоящая из двух деталей.

Слева – старая конструкция детали, справа – новая, состоящая из двух деталей.


Чтобы упрочнить изнашиваемую поверхность и снизить трение пары деталь-порошок нанесли алмазоподобное (DLC)  покрытие.

Провели испытания.

Отзыв заказчика:

Использование аддитивных технологий печати металлом позволило реализовать совершенно нестандартное решение. Новая конструкция позволит существенно сократить валютные расходы компании.

Разработка сайта - Пять Пика Ру