Расширяя границы конструкций высокотемпературных изделий
Мысли профессионалов сходятся, что в очередной раз подтвердил последний совместный проект AGA и Kanthal. Нестандартное мышление и поиск новых геометрических форм привели к общему прорыву в области аддитивного производства с использованием жаростойких материалов.
Miles Cao, technical specialist at Kanthal and David Muren, Rebox team manager at AGA.
Основанная 115 лет назад компания AGA — это один из ветеранов шведской промышленности и при этом неизменный технологический пионер.
«В последние несколько лет специалисты AGA изучали возможности аддитивного производства», — рассказывает Дэвид Мурен, руководитель группы Rebox в AGA. «Я считал это отличным способом ускорить разработку прототипов».
Такой интерес совпал с развитием аддитивных процессов в Kanthal, и когда Майлз Цао, технический специалист по аддитивному производству и порошкам в Kanthal, упомянул о возможности сотрудничества, Мурен предложил сконцентрировать усилия на одном конкретном компоненте в рамках совместного проекта.
«Это замена для имеющегося сопла горелки с формированием плоского пламени», — объясняет Мурен. «Мы хотели добиться такого эффекта, используя традиционные способы производства, но аддитивное производство ускорило процесс. Мы предварительно обсудили проектные работы, поэтому, когда Цао попросил нас предоставить первый набросок конструкции, мы сделали следующее».
The 3D printed burner nozzle, designed by AGA and produced by Kanthal, creates a flat flame.
Раньше для производства сопла горелки в AGA использовались традиционные субтрактивные способы производства, такие как точение и шлифовка.
«Однако у привычных способов есть ряд ограничений, когда речь идет о внутренней части сопел», — объясняет Мурен. «Именно внутри протекают все важные процессы по мере прохождения потока газа. При этом старыми способами очень сложно получить качественные внутренние полости сопел, диаметр которых всего 12–15 мм».
Благодаря технологиям аддитивного производства исчезают ограничения конструкции и области достигаемости. Цао объясняет, что Kanthal предлагает самый распространенный способ аддитивного производства под названием «выборочная лазерная плавка».
«Это порошковая технология, при которой мы плавим слои порошка с помощью лазера», — говорит он. «Теперь можно создавать, например, внутренние каналы и сложные геометрические формы, что возможно только с применением трехмерной печати, ну или же этого очень трудно добиться традиционными методами».
Использование материалов, пригодных для высокотемпературных процессов при аддитивном производстве, стало революционной инновацией.
«Фехралевый сплав обладает уникальными характеристиками для наших клиентов. У этого материала отличная стойкость к коррозии и окислению при высоких температурах», — объясняет Цао. «Он отличается исключительной жаростойкостью, особенно при температурах выше 1000 градусов Цельсия. Теперь мы можем использовать фехралевые сплавы в аддитивном производстве для создания новых продуктов».
Среди преимуществ для аддитивного производства Мурен упоминает быстрый процесс прототипирования, а также продуманную конструкцию, позволяющую горелке «дышать». Он добавляет, что в результате было получено сопло с лучшим потоком: с гораздо более динамичным процессом формирования потока газа.
Внедрение технологии аддитивного производства на основе порошков означает, что в AGA теперь могут отказаться от круглой заготовки, которая традиционно использовалась при субтрактивном производстве. При аддитивном изготовлении можно получить практически любую геометрию за счет продуманной конструкции, достаточно подготовить к работе 3D-принтер и нажать «Пуск». Но такие изменения не происходят мгновенно.
Основная сложность заключается в том, что необходимо полностью изменить образ мышления по сравнению с традиционными подходами конструкторов, чтобы убрать привычные границы.
«Основная сложность заключается в том, что необходимо полностью изменить образ мышления по сравнению с традиционными подходами конструкторов, чтобы убрать привычные границы», — говорит Мурен. «У аддитивного производства есть и другие пределы, но нам их только предстоит найти».
Обе компании придерживаются схожего подхода, и сегодня специалисты AGA разрушают стереотипы.
«Я думаю, что традиционный способ производства по-прежнему неплох, и мы многого добились за последние годы», — говорит Мурен. «Однако аддитивное производство поспособствует дальнейшему развитию и, по моему личному мнению, грамотное сочетание традиционного и аддитивного производства — это оптимальный и многообещающий вектор развития. Без сомнения, мы только начали свой путь».
