ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ СОЗДАНИИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ И АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АДДИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ СОЗДАНИИ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКОЙ И АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ

© Д.М.Чумаков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и экономика космической деятельности"
2014 г.

На современном этапе промышленной конкуренции основным направлением совершенствования производства является модернизация известных и создание новых технологических процессов.

Ведущую роль при этом играют аддитивные технологии (Additive Manufacturing — AM) или, иначе, пространственная 3D-печать (3D-printing), это создание компьютерной модели будущей детали или получение самого изделия путём послойного добавления материала на специальном оборудовании с использованием различных методов.

Подобные технологии позволяют реализовать основные принципы создания материалов нового поколения и разрабатывать детали высокого качества с наименьшими затратами. AM-технологии представляют собой инновационный подход к проектированию и изготовлению деталей по сравнению с традиционными методами литья и обработки на металлорежущих станках.

Выделяют следующие преимущества АМ-технологий, которые могут способствовать их инновационному развитию:

– снижение на порядок времени производственного цикла для штучного и мелкосерийного производства;

– сокращение и упрощение цепочек поставок, благодаря отказу от металлообрабатывающего и литейного оборудования и локализации производства отдельных элементов на площадках одного предприятия;

– внедрение принципиально новых подходов к проектированию изделий, позволяющих создавать сложные пространственные неразборные детали, решётчатые облегченные конструкции из металлов и полимерных материалов, производство которых с использованием обычных технологических методов невозможно.

С каждым годом AM-технологии становятся всё популярнее, распространяясь на более технологичные отрасли. Так, в результате фундаментальных исследований ведущих мировых лидеров аэрокосмической и авиационной промышленности Boeing, Lockheed, Airbus (EADS) получены уникальные разработки с применением 3D-печати. В частности, значительные успехи были достигнуты в производстве реактивных двигателей (РД). В апреле 2013 г. производитель РД компания Pratt&Whitney совместно с Университетом Коннектикута (США) создали современный центр аддитивного производства на базе Технологического парка Университета. НАСА провело испытание РД, инжектор которого был полностью изготовлен с помощью 3D-моделирования. Внедрением АМ-технологий в авиационную промышленность занимаются и такие крупные компании, как General Electric и MTUAeroEngines, которые ведут разработки в области создания технологий получения практически всех деталей газотурбинных двигателей (за исключением дисков). Концерн Rolls-Royce принял решение об увеличении количества элементов авиационных двигателей, изготовленных с использованием АМ-технологий. В результате проведённых исследований представители компании отмечают увеличение скорости производства в 10–15 раз, снижение массы деталей до 50%, экономию дорогостоящих материалов и возможность изготовления более совершенных и легких конструкций сложной формы из металлов и керамических материалов.

В российской промышленности АМ-технологии пока не нашли достаточного практического применения, поэтому степень использования AM-технологий может служить вектором инновационного развития ракетно-космической и авиационной промышленности — индустриальной мощи государства. Для широкого внедрения прогрессивных технологий 3D-печати целесообразно формирование подпрограммы в рамках Государственной программы развития промышленности.