Репортаж от Wedoany，Инженеры Национального института производственных исследований Шотландии (NMIS) изготовили медное ракетное сопло с использованием технологии высокого давления холодного напыления (HPCS), предназначенной для решения давней проблемы производства крупных медных конструкций со сложными внутренними каналами охлаждения в процессе изготовления ракетных двигателей.
Рабочая температура камеры сгорания и сопла ракеты превышает температуру плавления конструкционных материалов, что предъявляет чрезвычайно высокие требования к геометрическому проектированию и свойствам материалов.
Традиционные производственные процессы отличаются длительными сроками и высокой трудоемкостью, обычно требуя нескольких этапов изготовления и значительной последующей механической обработки. Плавление в порошковом слое, как зрелый метод аддитивного производства, обеспечивает большую свободу проектирования, но имеет ограничения по размерам формования, что затрудняет его применение для крупных деталей. Гальваническое покрытие также широко используется при производстве медных сопел, но сроки поставки для достижения требуемых масштабов могут составлять до нескольких месяцев. Медь добавляет дополнительные сложности: из-за своих тепловых и механических свойств, а также высокоотражающей поверхности она плохо подходит для большинства обычных процессов аддитивного производства.
Инженеры NMIS с помощью HPCS послойно осаждают материал для формирования структуры сопла, избегая рисков термической деформации и деградации материала, которые могут возникнуть при использовании методов, основанных на сварке. Этот процесс поддерживает масштабируемое производство, сохраняя при этом тонкие геометрические детали и позволяя интегрировать сложные внутренние элементы в структуру. Благодаря скорости осаждения до 10 кг в час, этот процесс позволяет сократить сроки поставки с нескольких месяцев до нескольких дней, одновременно уменьшая потери материала по сравнению с традиционной механической обработкой. В настоящее время технология еще не прошла полную проверку в ходе испытаний ракетных двигателей.
Помимо космической отрасли, NMIS определил потенциальное применение этого процесса в таких областях, как авиакосмическая промышленность, энергетика и судостроение, где требуются коррозионно-стойкие материалы. Этот процесс также может использоваться для ремонта и восстановления существующих деталей. Каллум Хикс, старший технический специалист по цифровым фабрикам NMIS, отметил, что этот проект знаменует собой важную веху в демонстрации того, как передовое производство может применяться к сложным компонентам ракетных двигателей. Разработка медного ракетного сопла позволила команде исследовать новые методы создания высокопроизводительных структур терморегулирования, сократить время разработки и повысить эффективность производства. Эта работа усиливает возможности Великобритании в космической и других областях. Райан Дивайн, старший инженер-исследователь NMIS, добавил, что истинная ценность этой работы заключается в демонстрации того, как передовое производство может перейти от экспериментов к практическому применению. Сочетая инженерный опыт с инновационными процессами, такими как холодное напыление под высоким давлением, производители могут переосмыслить способы проектирования, производства и обслуживания сложных компонентов. Эти инициативы способствуют поддержке более быстрых циклов разработки и более устойчивых производственных систем.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
