Исследование возможности применения технологии селективного лазерного спекания для изготовления аэродинамических моделей

DOI: 10.34759/vst-2023-2-46-50

Авторы

Шувалова А. М.^*, Филимонов А. С.^**, Галиновский А. Л.^***

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: nuts97@inbox.ru
**e-mail: alexf72@mail.ru
***e-mail: galcomputer@mail.ru

Аннотация

Исследуются внутренняя структура и поверхностный слой образцов, изготовленных по технологии послойного лазерного спекания. Показано, что качество поверхности влияет на возможность применения технологии селективного лазерного спекания при изготовлении моделей для испытаний в аэродинамических трубах.

Утверждается, что исследование образца с помощью механического, лазерного или любого другого среза приводит к необратимому изменению его внутренней структуры. В статье предложен метод получения слоя, аналогичного срезу, но без нарушения внутренней структуры. Приведены результаты исследований методом микроскопии различных поверхностей образцов. Представлены результаты измерения шероховатости поверхности, а также общие выводы и практические рекомендации.

Ключевые слова:

лазерное спекание, SLS-принтер, 3D-печать, аэродинамические модели, аэродинамический эксперимент

Библиографический список

1. Микрин Е.А. Перспективы развития отечественной пилотируемой космонавтики // Космическая техника и технологии. 2017. № 1(16). С. 5–11.
2. Bourell D., Watt T., Leigh D.K., Fulcher B. Performance limitations in polymer laser sintering // Physics Procedia. 2014. Vol. 56, pp. 147–156. DOI: 10.1016/j.phpro.2014.08.157
3. Баданина Ю.В., Галиновский А.Л., Голубев Е.С. и др. Технология селективного лазерного спекания в производстве изделий ракетно-космической техники: Учебное пособие. — М.: Изд-во МГТУ им. Баумана, 2019. — 37 c.
4. Галиновский А.Л., Голубев Е.С., Коберник Н.В., Филимонов А.С. Аддитивные технологии в производстве изделий аэрокосмической техники: Учебное пособие /Под общ. ред. А.Л. Галиновского. — М.: Изд-во Юрайт, 2023. — 115 с. URL: https://urait.ru/bcode/518641
5. ГОСТ Р 57911-2017. Изделия, полученные методом аддитивных технологических процессов. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2018. — 8 с.
6. Gibson I., Rosen D., Stucker B. Additive manufacturing technologies: 3D printing, rapid prototyping, and direct digital manufacturing. — 2nd ed. — New York: Springer-Verlag, 2015. — ‎519 p. DOI: 10.1007/978-1-4939-2113-3
7. Шачнев С.Ю., Зайцев А.М. Селективное спекание в производстве изделий ракетно-космической техники // Ритм: Ремонт. Инновации. Технологии. Модернизация. 2012. № 6(74). С. 34–36.
8. Королев А.Н., Тарасов В.А., Баскаков В.Д. и др. Влияние технологической ориентации образцов, изготовленных селективным лазерным спеканием, на их механические характеристики // XLIII Академические чтения по космонавтике (29 января — 1 февраля 2019; Москва): Сборник тезисов в 2 т. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2019. Т. 2. С. 188–189.
9. Kok Y.H., Tan X., Wang P. et al. Anisotropy and heterogeneity of microstructure and mechanical properties in metal additive manufacturing: A critical review // Materials & Design. 2018. Vol. 139, pp. 565–586. DOI: 10.1016/j.matdes.2017.11.021
10. Шеховцов А.А,. Карпова Н.П. Аддитивные технологии как способ реализации концепции бережливого производства // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2015. Т. 13. С. 141–145. URL: http://e-koncept.ru/2015/85029.htm
11. Хатунцева О.Н., Шувалова А.М. О дополнительных «многомасштабных» критериях подобия для экспериментальной отработки изделий аэрокосмической техники // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 1. С. 91–97. DOI: 10.34759/vst-2023-1-91-97
12. Flodberg G., Petterson H., Yang L. Pore analysis and mechanical performance of selective laser sintered objects // Additive Manufacturing. 2018. Vol. 24, pp. 307-315. DOI: 10.1016/j.addma.2018.10.001
13. Баева Л.С., Маринин А.А. Современные технологии аддитивного изготовления объектов // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2014. Т. 17. № 1. С. 7–12.
14. ГОСТ Р 57558-2017. Аддитивные технологические процессы. Базовые принципы. Часть 1. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2020. — 16 с.
15. Михалев П.А., Филимонов А.С., Королев А.Н., Шувалова А.М. Исследование параметров анизотропии структуры материалов на основе полиамида при их изготовлении методом послойного лазерного спекания // XLIII Академические чтения по космонавтике (29 января — 1 февраля 2019; Москва): Сборник тезисов в 2 т. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2019. Т. 2. С. 189–190.
16. Majewski C., Zarringhalam H., Hopkinson N. Effect of the degree of particle melt on mechanical properties in selective laser-sintered Nylon-12 parts // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2008. Vol. 222. No. 9, pp. 1055-1064. DOI: 10.1243/09544054JEM1122
17. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К. (ред.) Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. — 4-е изд., перераб. и доп. — М: Машиностроение, 1986. — Т. 1 — 656 с.
18. Паршев С.Н., Иванников А.Ю. (сост.) Исследование параметров шероховатости поверхности. — Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2010. — 14 с.
19. Аристов А.И., Кудряшов Б.А., Яндулова О.В. Шероховатость поверхности. — М.: Изд-во МАДИ, 2015. — 32 с.
20. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры, характеристики и обозначения. — М.: Стандартинформ, 2018. — 7 с.
21. Заплатин В.Н., Сапожников Ю.И., Дубов А.В., Духнеев Е.М. Основы материаловедения (металлообработка): Учебник / Под ред. В.Н. Заплатина. −8-е изд., стер. — М.: Издательский центр «Академия», 2017. — 272 с.