Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
В процессе производства отдельных элементов ракетно-космической техники применяются материалы, которые по своим физико-механическим свойствам могут быть равными или превосходить аналогичные характеристики инструментальных материалов металлообрабатывающего оборудования, что приводит к непродуктивности применения классической обработки резанием.
Одним из решений данной проблемы служит электрохимическая обработка, в основе которой лежит электрохимическое растворение металла заготовки при высоких плотностях постоянного электрического тока, проходящего через раствор электролита [1]. Для обработки материалов, таких как коррозионностойкая сталь 12Х18Н10Т, твердые сплавы ВК6 и Вк8, титановые сплавы ВТ6, ВТ8 и жаропрочные сплавы ЭИ617, ЖС6КП, в качестве электролита обычно используется раствор NaCl с концентрацией, которая составляет 80–200 г/л.
Кроме необходимого анодного растворения заготовки, повышенному износу подвергаются также и узлы самого станка, таким элементом является насос, постоянно прокачивающий электролит. Одним из вариантов повешения безотказности работы рассматриваемого оборудования и уменьшения разброса контролируемых показателей в течение длительного времени, зависящих от объема прокачиваемого электролита, является замена металлического корпуса крышки насоса, а также рабочего колеса на аналогичные, изготовленные из полимера, которые не подвержены коррозии [2].
Поставленную задачу можно решить с помощью аддитивной технологии изготовления корпуса и рабочего колеса насоса из полимера, предварительно убедившись в возможности обеспечения технологией и используемым материалом необходимых нам результатов.
Для изготовления необходимого изделия методом 3D-печати была выбрана технология FDM 3D-печати, также по данной технологии были изготовлены образцы для прочностных испытаний по ГОСТ112–62.
FDM (Fused Deposition Modelling) 3D-печать представляет собой метод аддитивного производства, в основе которого лежит послойное направленное экструдирование расплавленного полимера для создания конечного изделия [3]. Ширина выдавливаемого потока линии материала определяется диаметром сопла, в данном случае оно составляет 0,4 мм, высота слоя и другие параметры печати определяются программно и закладываются в файл печати при «слайсинге» (нарезке) изделия на 2D слои для последующей загрузки файла на 3D-принтер и печати [4, 5].
В качестве материалов для экспериментов были выбраны два пластика ABS (акрилонитрил бутадиен стирол — ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом) и PETg (износостойкий сополиэфир, состоящий из полиэтилентерефталата, модифицированного гликолем) [6, 7]. Эти ударопрочные термопластики с относительно невысокой стоимостью и сравнительной легкостью использования в качестве расходного материала при печати обладает высокими влаго-, масло-, кислото- и щелочестойкостью, устойчивостью к действию органических растворителей.
Испытания проводились по следующей методике: предварительно образцы выдерживались в электролите (соляном растворе), а затем, после определенного времени (одна, две и три недели), производились тесты на прочность на разрывной машине TiraTest-2300 и на малогабаритной разрывной машине. В свою очередь изготовленные детали установки были установлены и протестированы на оборудовании. Результаты исследований, полученные при проведении испытаний, были проанализированы и представлены в работе.
На основании данных, полученных при выполнении экспериментов на разрыв образцов, а также на основе тестирования изготовленных деталей на реальной установке, были сделаны выводы о целесообразности применения аддитивной технологии FDM для изготовления деталей металлообрабатывающего оборудования.
