Компания Rolls-Royce изготовивила большую деталь двигателя Trent-XWB при помощи 3D-печати

Оригинал взят у bsivko в Компания Rolls-Royce изготовивила большую деталь двигателя Trent-XWB при помощи 3D-печати

Не так давно специалисты компании Rolls-Royce, работая совместно со специалистами Производственного технологического центра (Manufacturing Technology Centre, MTC), Ковентри, Великобритания, установили своего рода рекорд по величине детали, изготовленной при помощи технологий промышленной трехмерной печати. Этой деталью стал узел для реактивного двигателя Trent-XWB, который имеет диаметр 1.5 метра и который изготовлен из титана. А такое достижение стало возможным благодаря открытию нового центра National Centre for Additive Manufacturing and Aerospace Research Centre, в котором установлено самое современное и уникальное оборудование для так называемого аддитивного производства.







Деталь двигателя Trent-XWB не является монолитным изделием, оно состоит из нескольких узлов, включая и диск с 48 лопатками, который также был изготовлен при помощи аддитивных технологий. В данном проекте были задействованы ученые из Шеффилдского университета и специалисты компании Arcam, разработавшие и выпускающие электроннолучевые установки для трехмерной печати.



Новые электроннолучевые установки рассчитаны для работы с большими количествами металлического порошка и они способны работать непрерывно в течение длительного времени. Оригинальные установки компании Arcam были способны работать непрерывно в течение 80 часов, но использование систем дополнительного активного охлаждения позволило увеличить это время минимум до 120 часов, т.е. на 50 процентов.



Модернизированные электроннолучевые установки, способные генерировать луч высокоэнергетических электронов в течение 6-700 часов непрерывно, имеют еще одну систему, предназначенную уже для активного охлаждения изготавливаемой детали. Проблема заключается в том, что титановый порошок и порошки некоторых других металлов сами по себе огнеопасны и работа с ними возможна лишь в условиях вакуума. Это снижает уровень конвекционного охлаждения изготавливаемой детали, а радиационное охлаждение способно обеспечить очень низкую скорость снижения температуры. Поэтому, специально для этого случая была разработана активная система, которая снизила время охлаждения детали до 8-9 часов вместо 18 часов.



Электроннолучевые установки способны обеспечить более высокую скорость печати, нежели подобные лазерные установки. Однако, у этой медали есть и обратная сторона, получающиеся поверхности имеют более грубую текстуру и в некоторых случаях требуют дополнительной механической обработки.



Созданный узел реактивного двигателя Trent-XWB уже прошел череду небольших испытаний, в ходе которых были проверены его некоторые прочностные параметры. И в скором времени компания Rolls-Royce установит этот узел в реактивный двигатель самолета A380, который является своего рода летающим испытательным полигоном.



Следует отметить, что технологии аддитивного производства, как и другие подобные технологии, позволят изготавливать весьма сложные детали и узлы простым нажатием клавиши управляющего компьютера. Это дает конструкторам и инженерам невероятную свободу выбора, что позволит реализовать любую самую сложную идею, которую невозможно было реализовать ранее из-за ограничений технологий механической обработки металлов. Кроме этого, такие технологии позволят изготавливать монолитные детали, состоящие из различных материалов, чего также невозможно добиться при условии использования только традиционных методов.


http://www.dailytechinfo.org/np/7200-kompaniya-rolls-royce-ustanovila-rekord-izgotoviv-bolshuyu-detal-dvigatelya-trent-xwb-pri-pomoschi-trehmernoy-pechati.html




П.С. Надо ждать результатов полного цикла испытаний. Но если получилось - да, это серьезно. Это означает частное решение проблем гомогенности материала на уровне точных и ответственных деталей.Это означает качественно новый подход к громадным автоматизированным станкам, которые обтачивают многотонные  заготовки.
Если наладят индустрию под эту технологию, то традиционные не-аддитивные технологии сдадут важнейший участок.
Даже небольшие SLS-принтеры человека мало мальски закомого с металлообработкой в состояние эйфории вводят. А тут такое.
Да, в недалекой перспективе это вообще новая промышленная революция. Никаких сборок (или почти никаких), на порядок более короткие производственные цепочки, прямая связь модель-деталь.
Практически все имеющиеся понятия о концентрации средств производства, технологичности и собираемости летят в топку. Гибкость производства вообще запредельная.

Не будем спешить.
У меня тут статейка есть по этому поводу http://samlib.ru/b/beskarawajnyj_stanislaw_sergeewich/75.shtml
Гибкость повышается.
Но гетерогенные структуры плоховато пока идут с помощью аддитивных технологий: сталь, латунь, титан и пластик тяжело печатать на одном и том же принтере.

То есть "+" 3Д принтерам громадный (если подтверждение будет).
Но чтобы собрать машины все равно нужен конвейер.
Статья, кстати, системная и толковая.

" - Следовательно, при изготовлении ответственных изделий (коленвалы, шестеренки редукторов, двигатели внутреннего сгорания, оружейные стволы) - 3D-принтинг будет заведомо уступать всем технологиям, построенным на методе последовательного приближения к форме изделия; "

Тут зависит от способа печати, кои весьма разнообразны. Если говорить о SLS (selective laser sintering) и подобных, то там как раз прочность детали считается повышенной из-за однородности получаемой структуры (чего при том же литье добиться сложнее). В этом случае печать производится в вакууме.
Касательно производительности тоже пока не совсем ясно - детали печатают сразу десятками, что умножает производительность, а время на подготовку операции наоборот делит. Словом, есть куда расти.

В целом с выводами согласен, конечно.
не подскажете случаем, почему я не хочу лететь а самолете с этим двигателем?
Думаете, я хочу?
Фигушки.
Пусть пока летчики-испытатели летают.

Да, проблема спекания частиц металла в монолитное изделие - главная.
Неизбежно будут какие-то дислокации, разрывы кристаллической решетки.
Но если их количество удалось качественно понизить - это прогресс.
Дислокации - это то, что получается при ковке/прокате. Тут, скорее, проблемы с тем, что было на поверхности. Шматки материала бывшей поверхности как-то должны распределяться в материале. И "куски вакуума тоже".
В случае титана кислород емнип может распределяться по кристаллической решётке.
Вот поэтому они и плясали с бубном - вакуум как рабочая среда, электронолучевые установки и проч.
Это удорожает процесс, как подозреваю - весьма и весьма.
С точки зрения англичан, это даже частично политический проект, потому как обработка титана последние годы частично переходит в Россию ("Ависма" и прочие фирмы)