Использование аддитивных технологий при изготовлении центробежных рабочих колес

Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
адитивні технології (АТ)
3D друк
пошарове нарощування
відцентрове колесо (ВК)
метод кінцевих елементів (МКЕ)
система охолодження (СО)
модернізація
повітряна система
пневмосистема
авіаційний компресор
Key words: additive technologies (AT)
3D printing
layer-by-layer extension
centrifugal wheel (CW)
finite element method (FEM)
cooling system (CS)
modernization
air system
pneumatic system
aircraft compressor
аддитивные технологии (АД)
3D печать
послойное наращивание
центробежное колесо (ВК)
метод конечных элементов (МКЭ)
система охлаждения (СО)
модернизация
воздушная система
пневмосистема
авиационый компрессор
Zdroj: Новые материалы и технологии в металлургии и машиностроении; № 1 (2021); 47-53
Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні; № 1 (2021); 47-53
New Materials and Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering; No. 1 (2021); 47-53
ISSN: 1607-6885
Popis: Purpose. Analysis of methods of manufacturing centrifugal blades by 3D printing methods on the example of a modernized cooling system of the AI-450M engine of the Mi-2MSB helicopter. Research methods: calculation method of finite elements, analytical. Results. Studies have shown that the use of layer-by-layer printing technology of the centrifugal wheel of the cooling system provides the following opportunities and improvements: - reduce the percentage of rejection of finished products by 8–9 times; - reduce material consumption by 300–400 %; - increase the speed of production, experiments and testing the manufacture of working elements through the development of new technologies for rapid production (rapid fabrication); - easy printing of previously “impossible” geometry. The analysis of possible types of manufacturing of working centrifugal wheel and the calculated estimation of thermodynamic parameters in the course of step-by-step drawing of layers of metal is carried out. The problem of a large percentage of defects in the process of classical-mechanical milling of blades was solved by changing the type of production to additive one. Scientific novelty. In today's world, the spread of CAD / CAM / CAE / PLM technologies and the accumulation of a wide library of materials open up a large number of new and more efficient, in terms of economy and quality, methods of manufacturing components and units. Following the example of such giants in the production of aircraft engines as Rolls-Royce Motor, General Electric and Pratt & Whitney, it is clear that the use and development of the latest methods of three-dimensional printing is appropriate. Practical value. The obtained results are important in the further process of production and modernization ofMi-2 helicopter of all modifications with the latest engines, as well as for projects for the development of helicopter construction in Ukraine - МСБ-2 “Hope”, МСБ -6 “Otaman”, МСБ-8 and others. The ability to increase the efficiency of manufacturing the main working elements - blades allows you to reduce the cost of components, their further repair, operation. The most important factor is to increase reliability, as in the manufacture reduces the likelihood of defects, which will not be detected at the stages of intermediate and final control.
Цель работы. Анализ методов изготовления центробежных лопаток методами 3D печати на примере модернизированной системы охлаждения двигателя АИ-450М вертолета Ми-2МСБ. Методы исследования: расчетный метод конечных элементов, аналитический. Полученные результаты. Проведенные исследования показали, что применение технологий послойного печати центробежного колеса системы охлаждения предоставляют следующие возможности и улучшения: - уменьшить процент отбраковки готовых изделий в 8-9 раз; - снизить расход материала на 300–400 %; - повысить скорость производства, опытов, экспериментов и отработки изготовления рабочих элементов за счет разработки новых технологий быстрого производства (rapid fabrication) - легкая печать ранее «невозможной» геометрии. Был проведен анализ возможных видов изготовления рабочего центробежного колеса, в работе проведена расчетная оценка термодинамических параметров в процессе поэтапного нанесения слоев металла. Проблема большого процента брака в процессе классического – механического фрезерования лопастей была решена за счет изменения вида производства на аддитивный. Научная новизна. В современном мире за счет распространения CAD / CAM / CAE / PLM технологий и накоплению широкой библиотеки материалов открывается большое количество новых и более эффективных, с точки зрения экономии и качества, методов изготовления узлов и агрегатов. На примере таких гигантов производства авиационных двигателей Rolls-Royce Motor, General Electric и Pratt & Whitney понятно, что использование и разработка новейших методов объемного печати целесообразна. Практическая ценность. Полученные результаты имеют важное значение в дальнейшем процессе производства и модернизации вертолета Ми-2 всех модификаций с новейшими двигателями, а также для проектов по развитию вертолетостроения в Украине – МСБ-2 «Надежда», МСБ-6 «Атаман», МСБ-8 и других . Возможность повышения эффективности производства основных рабочих элементов - лопастей позволяет снизить себестоимость узлов, их последующего ремонта, эксплуатации. Самым главным фактором является повышение надежности, да как при изготовлении снижается вероятность дефектов, потом не будут обнаружены на этапах промежуточного и конечного контроля.
Мета роботи. Аналіз методів виготовлення відцентрових лопаток методами 3D друку на прикладі модернізованої системи охолодження двигуна АІ-450М гелікоптеру Мі-2МСБ. Методи дослідження: розрахунковий метод кінцевих елементів, аналітичний. Отримані результати. Проведені дослідження показали, що застосування технологій пошарового друку відцентрового колеса системи охолодження надають наступні можливості та покращення: - зменшити відсоток відбракування готових виробів у 8–9 разів; - знизити витрату матеріалу на 300–400 %; - підвищити швидкість виробництва, дослідів, експериментів та відпрацювання виготовлення робочих елементів за рахунок розробки нових технологій швидкого виробництва (rapid fabrication); - легкий друк раніше «неможливої» геометрії . Був проведений аналіз можливих видів виготовлення робочого відцентрового колеса, в роботі проведена розрахункова оцінка термодинамічних параметрів в процесі поетапного нанесення шарів металу. Проблема великого відсотку браку в процесі класичного – механічного фрезерування лопатей була вирішена за рахунок зміни виду виробництва на адитивний. Наукова новизна. У сучасному світі за рахунок розповсюдження CAD / CAM / CAE / PLM технологій та накопиченню широкої бібліотеки матеріалів відкривається велика кількість новітніх та більш ефективних, з точки зору економії та якості, методів виготовлення вузлів та агрегатів. На прикладі таких гігантів виробництва авіаційних двигунів Rolls-Royce Motor, General Electric та Pratt & Whitney зрозуміло, що використання та розробка новітніх методів об’ємного друку є доцільною. Практична цінність. Одержані результати мають важливе значення в подальшому процесі виробництва та модернізації гелікоптеру Мі-2 усіх модифікацій з новітніми двигунами, а також для проектів по розвитку будівництва гелікоптерів Україні – МСБ-2 «Надія», МСБ-6 «Отаман», МСБ-8 та інших. Можливість підвищення ефективності виготовлення основних робочих елементів – лопатей дає змогу знизити собівартість вузлів, їх подальшого ремонту, експлуатації. Найголовнішим чинником є підвищення надійності, тай як при виготовленні знижується ймовірність дефектів, що потім не будуть виявлені на етапах проміжного та кінцевого контролю.  
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: