В ПНИПУ обеспечили качественное производство электродов-инструментов с применением аддитивных технологий
В машиностроении для обработки ответственных изделий, например, газотурбинных двигателей, применяется метод электроэрозионной обработки. Под воздействием тока происходит изменение формы, размеров, шероховатости и свойств изделия. Эффективность такой технологии во многом зависит от качества электрода-инструмента. Один из способов его производства – метод послойного лазерного сплавления, когда деталь выращивают из металлического порошка под воздействием лазера. Однако этот метод недостаточно изучен, из-за чего страдает качество получаемого инструмента. Ученые Передовой инженерной школы Пермского Политеха доработали технологию изготовления электродов послойной наплавкой. Разработанные условия обеспечивают необходимую точность и прочность инструмента.
Статья с результатами опубликована в журнале Russian Engineering Research. Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда. Практические исследования в области электроэрозионной обработки начались именно в нашей стране в 1930-ые годы и как результат первый в мире вырезной станок – отечественного производства. Если раньше электроэрозионная обработка не пользовалась особой популярностью, то сейчас – это распространенная во всем мире технология.
Она позволяет получать изделия требуемой формы и размера с помощью электрических импульсов. Ее применяют, когда обработка на традиционных станках затруднена или нерентабельна из-за отходов в виде стружки и угара. Технология более экономичная, производительная и удобная для созданий объемных деталей сложной формы, фасонных полостей для труб, профильных канавок и пазов в деталях авиа- и ракетостроения.
Электрод – это главный инструмент в этом процессе. Его производству важно уделять особое внимание. Он должен обладать высокой стойкостью к электрической эрозии, легко обрабатываться и прикрепляться к станку, а главное его точность должна быть достаточной для эффективной электроэрозионной обработки. Использование электрода, имеющего отклонения по геометрии сечения, приведет к браку при обработке изделия. Оно будет отличаться от необходимого размерами или формой профиля.
Существуют традиционные лезвийные способы изготовления электрода-инструмента, например, фрезерование и точение. Однако при изготовлении сложнопрофильных электродов, особенно при отработке опытных деталей, изготовление такими способами является экономически неэффективно. У метода послойного лазерного сплавления есть преимущество – электроды изготавливаются просто из металлического порошка без дополнительного оборудования.
«Мы изучили то, как условия послойного лазерного сплавления при производстве электродов-инструментов влияют на их точность. Проследили, как будет меняться геометрическая точность от параметров, которые обеспечивают стабильное производство электродов – мощности лазера, расстояния между точками на траектории лазера, времени его воздействия», – рассказывает кандидат технических наук, доцент, директор Высшей школы авиационного двигателестроения Тимур Абляз.
Для эксперимента ученые вырастили электроды из порошка титанового сплава и рассчитали внутреннее напряжение в деталях. На основе результатов выбирали необходимые производственные условия.
Моделирование показало, что максимальное отклонение геометрических размеров полученного электрода составляет около 0,12 миллиметра, при этом наблюдается наихудшая шероховатость и точность, но хорошая производительность. Минимальное отклонение от заданных параметров (0,07 миллиметра) наблюдается при расстоянии между точками в 15 микрометров (микрометр – одна миллионная доля метра) и мощностью лазера 38 Вт. Максимальная прочность (1060 МПа) проявляется при расстоянии между точками в 10 мкм и мощностью лазера 44 Вт.
Все полученные расчеты позволяют оптимизировать процесс плавления для послойного изготовления электродов. Производственные условия, установленные учеными ПНИПУ, создают допустимое внутреннее напряжение в деталях, что приводит к стабильному росту качественных инструментов.
Результаты исследования обеспечивают необходимую точность и прочность электродов-инструментов, полученных методом послойного лазерного сплавления. Благодаря этому Россия вновь задает тренд и повышает качество электроэрозионной обработки ответственных изделий в авиа и машиностроении для создания объемных деталей сложной формы, например, лопастей турбин, валов или пресс-форм.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Британские палеонтологи установили, что самый первый окаменелый фрагмент динозавра, когда-либо найденный в Антарктиде, принадлежал титанозавру. Эта группа длинношеих ящеров-завроподов включает в себя самых огромных сухопутных существ, когда-либо ходивших по земле.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно