Аэрокосмическая 3d-печать песчаных литейных форм производитель

Когда слышишь про аэрокосмическую 3d-печать песчаных литейных форм, сразу представляют идеальные отливки для турбин. Но на деле половина заказчиков путает технологию с литьём по выжигаемым моделям. Приходится объяснять, что мы печатаем не деталь, а форму для её создания — и это принципиально.

Почему песок и аддитивные технологии

В 2018-м мы столкнулись с заказом на крупногабаритные сопловые аппараты. Литьё в традиционные формы требовало 12 недель на оснастку — неприемлемо для аэрокосмики. Перешли на песчаные литейные формы с послойным склеиванием. Первые же тесты показали: геометрию лопаток можно усложнить без увеличения стоимости.

Ключевое — контроль зольности. Если песок содержит больше 0.3% глинистых частиц, при контакте с расплавом титана появляются раковины. Пришлось разработать многостадийную очистку, хотя изначально казалось, что это избыточно.

Сейчас используем кварцевые пески фракции 0.14-0.18 мм — да, дороже, но дают шероховатость Rz 40-60 мкм против Rz 80 у стандартных. Для турбинных лопаток это решающий фактор.

Оборудование и скрытые сложности

Наше предприятие CH Leading Additive Manufacturing (Guangdong) Co., Ltd. изначально делало ставку на технологию струйного склеивания. Не SLS, именно BJ — она менее известна, но для литейных форм точнее.

Вот пример: при печати формы диаметром 800 мм для компрессорного диска верхние слои провисают на 0.5-0.7 мм. Решение нашли эмпирически — меняем шаг печати в зонах свыше 45° по горизонту. В документации такого нет.

Сайт https://www.3dchleading.ru мы изначально запустили с упором на российский рынок — там как раз активный рост аэрокосмического литья. Но пришлось переработать раздел с техническими данными: европейские клиенты требовали параметры удержания размеров при термоциклировании, а российские — максимальную массу отливки.

Кейс: форма для моноколеса спутника

В 2021 году получили заказ на литьё алюминиевого корпуса системы ориентации. Особенность — полая структура с рёбрами жёсткости толщиной 1.8 мм. Традиционные методы не позволяли создать такие полости.

Напечатали комбинированную форму: несущий каркас — стандартный песок, активные элементы — со спецдобавками. При первых испытаниях появились трещины в зоне перехода. Оказалось, проблема в разной теплопроводности материалов.

Фикс занял три недели: разработали переходный слой с постепенным изменением состава. Теперь это ноу-хау CH Leading — используем в 30% сложных заказов.

Типичные ошибки при переходе на 3D-формы

Самое частое — попытка просто оцифровать существующую модель оснастки. Но производитель, который годами работал с фрезеровкой, не учитывает анизотропию прочности напечатанных форм. По вертикали они выдерживают на 15-20% меньше нагрузки.

Второй момент — доверие к симуляциям. Программы предсказывают усадку стали, но не учитывают деформацию самой песчаной формы при заливке. Пришлось создать собственную базу поправочных коэффициентов — собирали два года по 47 успешным отливкам.

И да, никогда не используйте стандартные связующие для жаропрочных сплавов. Наши тесты показали: при 1600°C они дают газовыделение, которое портит поверхность отливки. Разработали модифицированный состав — сейчас патентуем.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас можем печатать формы до 2.2×1.5×0.8 м — это максимум для существующих BJ-установок. Дальше либо сегментирование, либо отказ от монолитных конструкций. Для аэрокосмики сегментирование рискованно — появляются линии разъёма.

Интересное направление — гибридные формы. Несущий объём делаем из обычного песка, ответственные зоны — из керамических композитов. Так снижаем стоимость без потери качества.

Команда CH Leading продолжает исследования в области материалов — пробуем добавлять нанопорошки для увеличения жаропрочности. Пока дорого, но для космоса уже есть пилотные проекты.

Вместо заключения: практические советы

Если рассматриваете 3d-печать песчаных литейных форм для аэрокосмики, сразу закладывайте 15-20% времени на доводку технологии. Идеальных решений с первого раза не бывает.

Обязательно тестируйте материалы в условиях, максимально приближенных к рабочим. Наш провал с титановой лопаткой в 2019-м как раз из-за лабораторных испытаний вместо реальных температурных режимов.

И помните: даже лучший производитель не решит всех проблем без вашего участия. Тесное взаимодействие на этапе проектирования — залог успеха. Мы в CH Leading всегда настаиваем на совместных инженерных сессиях перед началом работ.