Методика повышения точности деталей ГТД, изготовляемых селективным лазерным спеканием

Abstract

Среди сложнопрофильных деталей современных газотурбинных двигателей особое внимание в производстве уделяется лопаткам, т.к. именно к их поверхностям предъявляются наиболее жёсткие требования по геометрической точности пера. В настоящее время всё более широкое распространение получают аддитивные технологии, посредством которых можно получать такие детали сложной формы в короткие сроки с минимальной постобработкой. Однако, процесс селективного лазерного сплавления сопровождается постоянным перераспределением температурных напряжений в зоне сплавления и во всей изготовляемой детали, что может привести к значительным поводкам геометрии. В работе предложена методика, позволяющая снизить возникающие в процессе печати погрешности. Методика основана на применении компьютерного моделирования процесса селективного лазерного процесса для прогнозирования поводок и последующей корректировки входной триангуляционной модели путём перемещения узлов её поверхностей. По результатам апробации был произведён контроль и анализа полученной после выращивания геометрии детали партии и реализован дополнительный алгоритм компенсации погрешностей, возникающих вследствие нестабильности процесса.//Among the complex profile components of modern gas turbine engines, special attention is paid to the impellers and its blades, and their surfaces have most stringent requirements for geometric precision. At the present time, additive technologies are becoming increasingly widespread, through which it is possible to obtain such complex shape parts in a short time with minimal post-processing. However, the process of selective laser melting (SLM) is accompanied by a constantly changing redistribution of temperature stresses in the fusion zone and in the entire manufacturing part, which can lead to significant deflections of geometry. In this paper, we propose a technique that allows us to reduce the errors that arise during the building process. The technique is based on the use of computer simulation of the selective laser process for predicting deflections and subsequent pre-correction of the input triangulation model by moving the nodes of its surfaces. Based on the results of the approbation, control and analysis of the batch parts obtained by SLM, an additional algorithm for compensating for errors that exist due to an instability of the process was implemented with MATLAB.