Аддитивные технологии в гидравлике и пневматике

Методы 3D-печати активно развиваются и начинают проникать в промышленное производство. Крупные компании уже создают специальные КБ, занятые ревизией классических конструкций изделий с учетом возможностей, которые предоставляют аддитивные технологии (AT). Журнал "Конструктор. Машиностроитель" продолжает знакомить вас с использованием 3D-печати в различных сегментах машиностроения.

AT в гидравлике

Под слоганом «Бесконечная премьера мира возможностей» фирма Liebherr-Aerospace опубликовала новость о беспрецедентной премьере — в марте 2017 года впервые в воздух поднялся авиалайнер Airbus, один из основных элементов системы управления полетом которого был изготовлен с помощью аддитивных технологий. Клапанный блок самолета A380 напечатали из титанового порошка на 3D принтере.

Привод спойлера лайнера A380 с клапанным блоком, напечатанным из титанового порошка

Блок является частью привода спойлера и выполняет ряд важных функций в процессе маневрирования воздушного судна и торможения после приземления. По сравнению с традиционной технологией появились два существенных преимущества: сокращение массы на 35% и количества составных частей. Кроме титана проводились исследования с нержавеющей статью, никелем и алюминием. Установлено, что время изготовления подобных блоков составляет от 45 минут до 65 часов

При изготовлении наиболее ответственных гидроблоков широко Liebherr-Aerospace также применяются другие уникальные технологии. Предел точности достигается путем использования прецизионных обрабатывающих центров и высококвалифицированной ручной доводки с помощью инструментов, которые можно сравнить со стоматологическими (угловые фрезы, полирующие инструменты, миниатюрные зеркала и др.), что позволяет обеспечить исключительно плавные потоки рабочей жидкости. В процессе плазменного азотирования на стальных изделиях создается высокая поверхностная твердость, защищающая эти поверхности от износа, усталости и коррозии. Нанесение на поверхности гидроблока флуоресцентной жидкости и их последующий осмотр под ультрафиолетовым светом позволяет делать «невидимое видимым» и находить малейшие поры или дефекты материала. Сварка вольфрамовым электродом в инертном газе обеспечивает высочайшее качество швов, однако требует соответствующей квалификации сварщика и «твердой руки», не допускающей контакта электрода с деталью. Для получения профессионального свидетельства сварщик должен уметь сваривать алюминиевые листы толщиной не более 2 мм.

Клапанный блок привода спойлера самолета A380, напечатанный на 3D-принтере

Разработку технологий 3D-печати компонентов гидросистем лайнера A380 компания Liebherr-Aerospace осуществляла в сотрудничестве с Airbus и Хемницким техническим университетом (Германия).

Сегодня Liebherr-Aerospace работает над следующим поколением 3D-печатных гидравлических и электромеханических компонентов, таких как привод руля направления с высокой степенью интеграции. В отличие от стандартной версии, состоящей из отдельных элементов, все части 3D-привода руля встроены в один монолитный, компактный корпус.

3D-печать в пневматике

Знаменский И. С., директор по продажам в европейской части России, ООО «Фесто-РФ»

Аддитивные технологии уже многие годы применяются компанией Festo в процессе разработки новых изделий. Это ключевой этап технологии быстрого прототипирования. Сначала проводится 3D-моделирование работы нового изделия с использованием технологий виртуальной реальности (разработчик способен с ее помощью проследить за потоком рабочей среды внутри модели). Затем всего за несколько часов печатается прототип изделия, причем, печать может вестись как из пластика, так и из алюминиевых или, например, титановых сплавов. И этот прототип отправляется на реальные испытания. Ключевое слово здесь – скорость разработки и выведения на рынок нового продукта. Кстати, некоторые продукты уже производятся Festo серийно методом 3D – печати, например, этот адаптивный захват можно найти в каталоге.

Гринберг И. А., заместитель генерального директора по продажам и маркетингу, ООО «ЭС ЭМ СИ Пневматик»

В SMC активно применяют различные способы 3D-печати как при производстве прототипов и опытных образцов, так и при выпуске готовой продукции. В частности, в корпорации разработаны уникальные методы создания модулей пространственной коммутации пневматического и электропневматического оборудования, основанные на аналогичных технологиях.

Харченко А.Н., к.т.н., начальник Учебно-научного центра «Камоцци»

Если рассматривать 3D-технологию для производства серийных пневмокомпонентов, то это не всегда выгодно: стоимость современных CLM машин лазерного спекания – десятки миллионов рублей, для окупаемости машины в течение пяти лет, стоимость одного часа ее работы должна составлять около 1500 рублей.  При толщине одного слоя в 50 мкм на деталь среднего размера уходит около 4 часов работы машины, т.е. 6000 руб…

Послойное построение изделий интересно для тех продуктов, в которых заложено два, три и более различных технологических процессов, например, классическая плита для нескольких распределителей или позиций пневмоострова получается продольной экструзией и сложной фрезеровкой каналов. Аддитивные технологии позволяют не только удешевить ее производство, но и благодаря возможностям скругления прямых углов внутренних каналов уменьшить локальные сопротивления и получить лучшее соотношение ее расходных характеристик к массогабаритным показателям.