Металлическая 3Д печать в аэрокосмической отрасли: решения и проекты Eplus3D

Однако внедрение аддитивных технологий сопряжено с вызовами: нестабильность материалов в высокопроизводительных сплавах, дорогостоящая постобработка, сложности с печатью крупногабаритных деталей из-за ограниченной области построения и жесткие требования к сертификации оборудования.

Технологии Eplus3D направлены на преодоление этих ограничений и ускорение производственных процессов. В этой статье мы рассмотрим ключевые возможности оборудования компании и реальные проекты партнеров, которые уже меняют будущее аэрокосмической индустрии.

Проект №1: Крупнейший в мире цельный ракетный двигатель (LEAP 71)

Ярким примером возможностей современных технологий стало сотрудничество Eplus3D и компании LEAP 71. Вместе они отметили важную веху в истории аддитивного производства – создание крупнейшего в мире цельного 3Д печатного ракетного двигателя тягой 200 кН.

Технические детали проекта:

Высота двигателя: более 1,3 метра.

Материал: Высокопроизводительный алюминиевый сплав AlSi10Mg.

Оборудование: Eplus3D EP-M650H.

Время печати: 354 часа непрерывной работы.

Конструкция: Двигатель объединяет камеру сгорания, сопло, каналы охлаждения, коллекторы и структурные элементы в одну деталь.

В чем сложность?

Традиционно ракетные двигатели собираются из множества частей, которые необходимо сваривать, герметизировать и индивидуально тестировать. А алюминий является сложным материалом для применения в ракетных двигателях из-за низкой температуры плавления и высокой реакционной способности с кислородом.

Для решения задачи использовалась стратегия двойного тепломенеджмента: криогенный жидкий кислород для регенеративного охлаждения камеры сгорания и керосиновое топливо для верхней части сопла. Чтобы минимизировать потери давления из-за трения, была выбрана высота слоя всего 60 мкм, что обеспечило гладкость стенок каналов.

Роль оборудования Eplus3D

Успех проекта стал возможным благодаря большой области построения принтера EP-M650H (650 x 650 x 1000 мм). Это позволило LEAP 71 разработать полностью интегрированную геометрию двигателя и изготовить ее за один непрерывный процесс печати без промежуточных сварочных швов.

«Ограничения текущих процессов аддитивного производства, включая малые объемы построения большинства промышленных 3Д принтеров, продолжали сдерживать нас. Я хочу поблагодарить Eplus3D за то, что они сдвинули границы не только в размере печати, но и в повторяемости высококачественных результатов, которые превзошли наши ожидания», – отметила Жозефина Лисснер, управляющий директор LEAP 71.

Подробнее о данном проекте мы уже рассказывали в нашей статье, чтобы открыть ее, нажмите сюда.

Проект №2: Серийное производство и снижение затрат (INNOSPACE)

Компания INNOSPACE, глобальный лидер в области гибридных ракетных технологий, использует металлическую аддитивную печать для трансформации производства компонентов ракет-носителей (серия HANBIT).

Задачи и решения

Цель: Снижение стоимости запуска спутников и увеличение полезной нагрузки за счет облегчения конструкций.

Оборудование: Парк из трех принтеров Eplus3D (одной EP-M450 и двух EP-M300).

Результат: Изготовлено 13 ключевых компонентов, включая высокоточные вращающиеся части окислительных насосов первой и второй ступеней.

Эффективность

По сравнению с традиционными методами производства, внедрение MPBF-технологии позволило INNOSPACE ожидать снижения производственных затрат до 50%. Кроме того, значительно повысились надежность процесса и стабильность качества продукции, а также сократились сроки производства.

Важным аспектом стало соответствие международному стандарту ISO/ASTM 52941-20, который устанавливает критерии приемки оборудования для металлической аддитивной печати в аэрокосмической отрасли. Это подтверждает готовность INNOSPACE к серийному производству двигателей.

«Применяя технологию 3Д печати, мы ожидаем достижения облегчения деталей, что уменьшает массу ракеты и увеличивает полезную нагрузку, позволяя клиентам транспортировать больше спутников по более низкой цене», – сообщил Суджонг Ким, основатель и генеральный директор INNOSPACE.

Проект №3: Многоразовые ракеты и интеграция компонентов (Deep Blue Aerospace)

Deep Blue Aerospace фокусируется на разработке и производстве многоразовых жидкостных ракет-носителей. Для реализации технологии многоразового использования требуются двигатели, способные выдерживать многократные циклы запуска (старт с Земли, повторный вход в атмосферу, посадка).

Внедрение технологий

Для решения этих задач Deep Blue Aerospace приобрела установки EP-M650H и EP-M450H.

Пример изделия: Корпус кислородного насоса. Это критический элемент турбонасоса, защищающий внутренние механизмы.

Преимущества: Печать из жаропрочных сплавов и титана позволила интегрировать несколько компонентов в одну деталь, уменьшив необходимость сварки и сборки.

Результаты

Ключевую роль сыграли многолазерные системы Eplus3D: они обеспечили стабильность печати даже в рамках длительных процессов и высокое качество соединения зон сканирования разных лазеров. Благодаря этому удалось сократить сроки поставки деталей и снизить производственные затраты. По оценкам Deep Blue Aerospace, внедрение этой технологии ускорило общий ход разработки двигателей более чем на 30%.

«В ходе поиска оптимальных производственных решений мы провели детальный анализ оборудования Eplus3D. Для проверки технологии и качества исполнения мы разработали специальную тестовую модель с разнообразными элементами. Образцы, изготовленные Eplus3D, полностью соответствовали проектным спецификациям. Это укрепило наше доверие к компании и стало решающим фактором для начала сотрудничества», – отметил руководитель Deep Blue Aerospace.

Проект №4: Границы крупноформатной печати (JINGYE Additive Manufacturing)

Компания JINGYE Additive Manufacturing – глобальный лидер в сфере аддитивных технологий, который объединяет в себе научно-исследовательский центр, производство металлического порошка и услуги 3Д печати. Для реализации своей стратегии развития компания сделала ставку на внедрение передового оборудования для металлической печати.

Задача: преодоление ограничений по размеру

Для аэрокосмической отрасли часто требуются крупногабаритные конструкционные элементы и раньше это означало необходимость печати частями с последующей сваркой и сборкой, что снижает надежность и увеличивает сроки производства. Решением явились крупноформатные системы. В партнерстве с Eplus3D компания JINGYE пополнила свой парк двумя новейшими установками EP-M1550 и EP-M1250.

Ключевой машиной стала EP-M1550 – одна из самых производительных в своем классе на рынке.

Область построения: 1558 × 1558 × 1000 мм.

Производительность: Оснащена 16 лазерами (с возможностью расширения до 25 источников излучения).

Технологии: Использует передовые системы позиционирования лазера и технологии сшивания зон сканирования, что обеспечивает высокую точность даже при печати изделий метрового размера.

Внедрение такого оборудования позволило JINGYE расширить границы возможного в масштабной металлической печати. Теперь стало доступно прямое изготовление крупных, высокоточных и высокопроизводительных компонентов для аэрокосмической отрасли без необходимости деления на мелкие узлы.

Заключение

Проекты LEAP 71, INNOSPACE, Deep Blue Aerospace и JINGYE демонстрируют переход металлической 3Д печати от прототипирования к полноценному производству финальных изделий сложнейшей геометрии. Интеграция дизайна и производства ускоряет разработку аэрокосмических систем, снижает затраты и открывает новые возможности для инноваций.

Eplus3D продолжает помогать развитию отрасли, предоставляя технологии, которые позволяют инженерам воплощать самые смелые идеи: от миниатюрных теплообменников до крупнейших в мире ракетных двигателей.

Реклама. OOO "3Д Вижн". ИНН: 7802253640