Введение
1 Анализ современного состояния вопроса применения аддитивных технологий при производстве ГТД 13
1.1 Использование аддитивных технологий при изготовлении деталей ГТД 13
1.2 Изготовление жаровых труб ГТД и применяемые материалы 17
1.3 Методы аддитивного производства на порошковой основе
1.3.1 Селективное лазерное сплавление 22
1.3.2 Основные дефекты при СЛС и причины их возникновения
1.4 Математическое моделирование процессов нагрева и плавления порошкового материала в СЛС, выбор оптимальных режимов обработки порошкового слоя 34
1.5 Проектирование технологических процессов СЛС 41
Заключение по главе 1 43
2 Разработка математической модели нагрева и плавления порошкового материала в технологии селективного лазерного сплавления 46
2.1 Технологическое оборудование, материалы и содержательное описание процесса селективного лазерного сплавления порошкового материала. Структуризация процесса и постановка задачи моделирования 46
2.2 Постановка физической модели процесса нагрева, плавления и остывания отдельного порошка в слое порошкового материала
2.2.1 Исследование укладки порошка в виде слоя на платформе и анализ предпосылок для их сплавления 53
2.2.2 Передача энергии лазерного излучения шаровой частице и моделирование процесса ввода тепловой энергии в частицу 56
2.2.3 Исследование закономерностей ввода тепловой энергии лазерного потока в порошковый материал с размерами частиц соизмеримыми с размером лазерного пятна. Эффективная плотность потока тепловой энергии лазерного излучения 60
2.3 Постановка математической модели процессов нагрева, плавления и остывания отдельного порошка и выбор математического метода моделирования процесса 71
2.3.1 Представление дифференциального уравнения теплопроводности с фазовыми переходами в материале для реализации сквозной численной процедуры и выбор метода моделирования процесса
2.3.2 Граничные условия и постановка краевой задачи процесса нагрева, плавления и остывания отдельного порошка 79
2.4 Результаты численного моделирования процесса нагрева, плавления и остывания порошкового материала 82
Заключение по главе 2 100
3 Исследование физико-механических свойств материала жаропрочного никелевого сплава, полученного методом СЛС 105
3.1 Оборудование для проведения экспериментов 105
3.3 Исследование жаропрочного металлического порошка марки ВВ751П 106
3.4 Проведение прочностных испытаний пластинчатых образцов 107
3.5 Проведение прочностных испытаний цилиндрических образцов 109
3.5.1 Металлографические исследования структуры синтезируемого материала 111
3.6 Исследование влияния стратегии движения лазерного луча на механические свойства синтезируемого материала ВВ751П 124
3.7 Исследование влияния направления выращивания образцов на механические свойства синтезируемого материала ВВ751П 125
3.8 Исследование влияния режимов обработки на шероховатость поверхности синтезируемого материала 127
Заключение по главе 3 134
4 Разработка методики проектирования технологических процессов изготовления деталей гтд методом селективного лазерного сплавления 137
4.1 Основные этапы проектирования технологических процессов селективного лазерного сплавления 137
4.2 Разработка алгоритма проектирования технологических процессов селективного лазерного сплавления 139
4.3 Разработка информационно-поисковой системы типовых технологических процессов 145
Заключение по главе 4 151
5 Разработка технологического процесса изготовления жаровой трубы камеры сгорания малоразмерного гтд, стендовые испытания 152
5.1 Технологический анализ детали, изготавливаемой методом СЛС, задание направления выращивания 152
5.2 Технико-экономическое обоснование использования технологии СЛС при изготовлении жаровой трубы 155
5.3 Подготовка CAD модели жаровой трубы для процесса СЛС
5.3.1 Моделирование припусков на поверхностях жаровой трубы 158
5.3.2 Моделирование материала поддержки и дополнительных теплоотводов
5.4 Назначение режимов сплавления металлического порошка, процесс изготовления детали методом СЛС 161
5.5 Стендовые испытания изготовленной жаровой трубы 166
5.6 Разработка технологической инструкции по СЛС 169
Заключение по главе 5 170
Заключение 171
Список сокращений и условных обозначений 173
Список литературы
