Как вырастить горелку для двигателя? На этот вопрос ответят в лаборатории аддитивных технологий

В канун Дня студента журналисты «СГ» отправились в Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, чтобы увидеть своими глазами, как преподаватели вместе со своими подопечными выращивают детали для авиационной и космической техники. Технология вроде бы уже на слуху: 3D-печать. А когда видишь процесс в деле, понимаешь, насколько это непросто. Но интересно и перспективно.

Исследования плюс производство

Прорывные задачи решаются в вузовской лаборатории аддитивных технологий. Для начала получаем вводную информацию, чем она занимается. Главная прикладная цель — разработка, освоение и внедрение передовых технологий при изготовлении новых изделий для промышленных предприятий. Главная научная — организация и проведение самого широкого спектра исследований с использованием современного оборудования.

Мы заинтересовались практической стороной дела, чтобы получить наглядную картинку прямо на месте. Студенты и их наставники показали метод 3D-печати в работе. Так в лаборатории готовят будущих специалистов по программно-аппаратному сопровождению изделий от проектирования до изготовления на базе современных аддитивных технологий.

Ребята надевают рабочие халаты и специальные респираторы. Запускают новый, недавно приобретенный принтер отечественного производства 3D Lam Mid. Загружают порошковую смесь. Это может быть хромоникелевый сплав, алюминий, титан, нержавейка. И начинается процесс выращивания изделия, объемные параметры которого занесены в компьютерную программу. На платформу ложится слой порошка, лазер его расплавляет, затем следующая порция. И так постепенно формируется заданный объем. Нюансов много, поскольку каждый материал имеет свои особенности, работать надо на разных режимах.

— Эта технология используется и для научно-производственных экспериментов, и для непосредственного изготовления некрупногабаритных деталей по заказам самарских предприятий. Среди них заводы «ОДК-Кузнецов», «Металлист» и другие, — дает пояснения руководитель лаборатории, директор института двигателей и энергетических установок Самарского университета, кандидат технических наук, доцент Виталий Смелов. — Вот так уже с младших курсов ребята начинают понимать, как работает подобное оборудование и для чего надо глубоко изучать теорию. Потому что без фундаментальных знаний практику не освоишь, не просчитаешь уровень сложности изделия, трудозатраты и многие другие параметры.

На стеллаже в лаборатории набралась уже целая коллекция изделий, выращенных на 3D-принтерах. Это и детали для авиационных двигателей, и модели лопастей, и прямо-таки ажурная геометрическая конструкция, и даже легкая роза — алюминиевый аналог живого цветка.

Берем в качестве примера уже готовое горелочное устройство для двигателя. Здесь, в лаборатории, такое изготавливают за неделю. Это резко сокращает цикл производства. Потому что в заводских условиях токарить, фрезеровать, шлифовать подобную горелку по традиционным технологиям будут гораздо дольше. Какую схему разумнее выбрать при изготовлении того или иного изделия? Это вопрос экономической целесообразности. И трудозатрат, временных рамок. 3D-печать — это, конечно, прорыв. Какие-то изделия по-прежнему лучше изготавливать в традиционном формате, отсекая от металлической заготовки все «лишнее». А какие-то быстрее, дешевле получатся в результате 3D-выращивания. И качество, прочностные характеристики не пострадают. Та самая «порошковая» горелка для двигателя прошла на заводе через стенд доводки, испытаний. И вот вердикт: изделие получилось не хуже тех, что выпускают по традиционным технологиям. А по срокам изготовления серьезно выигрывает. Есть, правда, еще недоработка по шероховатости поверхности, но над этим лаборатория работает. Выход наверняка будет найден.

Педагог плюс студент

Студент-четверокурсник Иван Циулин выбрал специализацию «Проектирование авиационных и ракетных двигателей». Признается, что ему нравится все, что связано с космосом. А практические знания, которые получает в лаборатории аддитивных технологий, открывают очень заманчивые перспективы. Это направление и сейчас востребовано. А дальше оно наверняка будет еще больше развиваться и совершенствоваться.

— Работать в этом направлении особенно интересно, поскольку видишь реальный результат, нужный для производства, — говорит Иван. — Сначала работаем над программными файлами со сложной интересной геометрией. Потом идет подготовка порошков, печать. Только так, в процессе работы, осознаешь, каким серьезным делом ты занимаешься. Заказчики нередко приезжают к нам со своими объемными рисунками. Мы их доводим до ума и запускаем в работу. А когда будущее изделие описывается просто на словах, объемы рисуем сами. Всему этому нас учат преподаватели.

Третьекурсник Вадим Хупутдинов считает, что занятия в лаборатории расширяют кругозор, для которого одной только теории мало. Будущим производственникам нужна именно практика.

— На практическое применение знаний нас и настраивают преподаватели, — говорит Вадим. — Они ведут студентов по всему техпроцессу от начала и до конца.

Ребята с благодарностью называют имена преподавателей Виталия Геннадиевича Смелова, Вячеслава Петровича Алексеева, Андрея Владимировича Балякина, Рустама Равильевича Кяримова. Они сумели увлечь и показать перспективы.