Титановый сосуд под давлением для космических исследований, успешно построенный с использованием процесса аддитивного производства проволока + дуга

Команда, состоящая из Thales Alenia Space, Университета Крэнфилда и Glenalmond Group, успешно создала первый полномасштабный прототип титанового сосуда под давлением, который будет использоваться в будущих пилотируемых миссиях по исследованию космоса.

Высота изделия составляет около 1 метра, а масса - 8,5 кг. Изготовленный из титанового сплава (Ti-6Al-4V), он был нанесен с использованием процесса аддитивного производства проволока + дуга (WAAM), который Университет Крэнфилда впервые применил за последнее десятилетие.

Благодаря возможности сразу перейти от цифрового чертежа к окончательной конструкции, WAAM объединил две отдельные детали в одну; устранение необходимости в длительных поковках; и существенно сократили количество отходов, удаляемых при механической обработке.

При традиционном производстве компонента потребовалось бы примерно в 30 раз больше сырья, чем его конечная масса. Благодаря использованию процесса WAAM для каждого изделия было сэкономлено более 200 кг Ti-6Al-4V. Есть возможности для дальнейшего совершенствования, и Крэнфилд работает над инновационными методами нанесения покрытия, приближающимися к окончательной толщине.

Форма WAAM была изготовлена ​​в Крэнфилде, а затем отправлена ​​в Glenalmond Group, где с нее сняли напряжения, подвергли лазерному сканированию, механической обработке и проверке ультразвуковым методом. Окончательная проверка была проведена компанией Agiometrix с использованием компьютерной томографии (КТ) для внутреннего анализа качества и оптического сканера, а компания Thales Alenia Space гарантировала, что деталь соответствует механическим требованиям и спецификациям.

По итогам проверок команда проекта убедилась, что судно соответствует техническим требованиям и требованиям к качеству вождения. Сейчас команда приступает к созданию второго прототипа с целью провести тонкую настройку всего производственного цикла, продемонстрировать повторяемость и надежность процесса, а также запустить внедрение нового подхода в полет. аппаратное обеспечение.

англ. Массимо Кьямпи, менеджер по исследованиям проектов аддитивного производства в Thales Alenia Space, сказал: «Мы искали инновационное производственное решение для резервуаров, которые обычно страдают от длительного времени выполнения заказа при традиционном производственном маршруте, основанном на субтрактивной обработке. Благодаря этому проекту , мы продемонстрировали, что внедрение технологии WAAM повышает конкурентоспособность нашей продукции.Изделие почти готовой формы изготавливается за несколько дней - по сравнению с несколькими месяцами, необходимыми для закупки стандартных кованых изделий, - а также за объем механической обработки. Мы добились сокращения общего времени выполнения заказа на 65 %, не отказываясь при этом от требуемых характеристик, и это обеспечивает преимущество также с точки зрения гибкости проектирования, позволяя отвечать потребностям клиентов на поздней стадии проекта. "

Доктор Цзялуо Дин, главный научный сотрудник Университета Крэнфилда и главный научный сотрудник WAAM3D, сказал: «Мы разрабатываем технологию WAAM уже более 10 лет, и очень приятно видеть, что она достигла такого уровня коммерческой зрелости. внедрение этой технологии через нашу новую дочернюю компанию WAAM3D. Мы также чрезвычайно довольны работой, проделанной Glenalmond Technologies, которая отлично и с первой попытки справилась с деталью с ограниченным станочным парком».

Доктор Филомено Мартина, старший преподаватель Университета Крэнфилда и генеральный директор WAAM3D, сказал: «Эта часть была построена с использованием программного и аппаратного обеспечения, разработанного за последнее десятилетие; они наконец готовы к коммерциализации через новую дочернюю компанию из Крэнфилда, WAAM3D. Эта часть дала нам возможность протестировать инновационные решения WAAM3D на примере известного пользователя в очень сжатые сроки. Мы очень гордимся уровнем автоматизации, достигнутым в Крэнфилдском университете. WAAM3D сделает все эти инструменты доступными для промышленному сообществу в ближайшие пару месяцев, и мы с нетерпением ожидаем влияния, которое это окажет на промышленное крупномасштабное аддитивное производство».