avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2024-8-1-86-94DAMFWDavroen-81Research ArticleАВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКАAVIATION AND ROCKET-SPACE ENGINEERINGПроектирование и изготовление деталей и узлов аэрокосмических конструкций из композитных материалов в условиях аддитивного производстваDesign and manufacture of parts and assemblies of aerospace structures made of composite materials in conditions of additive manufacturingФирсинА. О.FirsinA. O.

Фирсин Андрей Олегович, лаборант-исследователь Инжинирингового центра ИЦ-206,

443086, г. Самара, Московское шоссе, д. 34.

Firsin Andrey Olegovich, Laboratory Researcher of Engineering Centre EC-206, Samara University, 

Samara, Moskovskoye Shosse Road, 34, 443086.

firsin1709@yandex.ruВдовинР. А.VdovinR. A.

Вдовин Роман Александрович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры технологий производства двигателей, доцент передовой инженерной аэрокосмической школы 

443086, г. Самара, Московское шоссе, д. 34.

AuthorID (РИНЦ): 745142;

AuthorID (SCOPUS): 56472716800.

Vdovin Roman Alexandrovich, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Engine Manufacturing Technologies Department, Associate Professor of Advanced Aerospace Engineering School,

Samara, Moskovskoye Shosse Road, 34, 443086

AuthorID (RSCI): 745142;

AuthorID (SCOPUS): 56472716800.

vdovin.ra@ssau.ruГончаровЕ. С.GoncharovE. S.

Гончаров Евгений Станиславович, инженер кафедры технологий производства двигателей, инженер Инжинирингового центра ИЦ-206, ассистент передовой инженерной аэрокосмической школы,

443086, г. Самара, Московское шоссе, д. 34.

AuthorID (РИНЦ): 1018716;

AuthorID (SCOPUS): 57217107476. 

Goncharov Evgeny Stanislavovich, Engineer of Engine Manufacturing Technologies Department, Engineer of Engineering Centre EC-206, Assistant of Advanced Aerospace Engineering School, 

Samara, Moskovskoye Shosse Road, 34, 443086.

AuthorID (RSCI): 1018716;

AuthorID (SCOPUS): 57217107476. 

goncharov.es@ssau.ruМаркановИ. Д.MarkanovI. D.

Марканов Илья Денисович, лаборант-исследователь Инжинирингового центра ИЦ-206,

443086, г. Самара, Московское шоссе, д. 34.

AuthorID (РИНЦ): 1218561.

Markanov Ilya Denisovich, Laboratory Researcher of Engineering Centre EC-206,

Samara, Moskovskoye Shosse Road, 34, 443086.

AuthorID (RSCI): 1218561.

ilyamarkanoff355@gmail.comСамарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. КоролеваРоссияSamara National Research UniversityRussian Federation202430032024818694Copyright © Фирсин А.О., Вдовин Р.А., Гончаров Е.С., Марканов И.Д., 20242024Фирсин А.О., Вдовин Р.А., Гончаров Е.С., Марканов И.Д.Firsin A.O., Vdovin R.A., Goncharov E.S., Markanov I.D.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/81

В данной статье поднимается тема модернизации существующих технологических процессов заготовительного производства в части исключения дорогостоящего и длительного этапа проектирования и изготовления металлических пресс-форм и внедрения технологий 3D-печати. В статье представлена информация о технологии 3D-печати, основанной на методе экструзии. Приводится информация об основных этапах проектирования технологической оснастки для детали «Вставка» с учетом особенностей и ограничений, связанных с печатью на 3D-принтерах. В рамках исследования был проведен анализ шероховатости и усадки тестовых образцов, которые были изготовлены на 3D-принтере из различных композитных материалов.

This article raises the topic of modernization of existing technological processes of procurement production in terms of eliminating the expensive and lengthy stage of designing and manufacturing metal molds and the introduction of 3D printing technologies. The article provides information about 3D printing technology based on the extrusion method. Information is provided on the main stages of designing the tooling for the «Insert» part, taking into account the features and limitations associated with printing on 3D printers. As part of the study, the roughness and shrinkage of test samples are analyzed, which are made on a 3D printer from various composite materials.

3D-печатьаддитивное производствокомпозитный материалдетали двигателестроенияусадкаFDM-печатьшероховатость3D printingadditive manufacturingcomposite materialengine partsshrinkageFDM printingroughnessРабота выполнена в рамках реализации программы развития Самарского университета на 2021– 2030 годы в рамках программы «Приоритет-2030» при поддержке Правительства Самарской области.The work is carried out within the framework of implementation of the programme of development of Samara University for 2021–2030 years under the programme «Priority–2030» with the support of the Government of Samara region.ReferencesВдовин Р. А., Балякин А. В., Гончаров Е. С. Современные технологии при производстве крупногабаритных отливок деталей ГТД: моногр. Самара: Изд-во Самарского ун-та, 2022. 112 с. ISBN 978-5-7883-1853-0.Vdovin R. A., Balyakin A. V., Goncharov E. S. Sovremennyye tekhnologii pri proizvodstve krupnogabaritnykh otlivok detaley GTD [Modern technologies in the production of large-size castings of GTE parts]. Samara, 2022. 112 p. ISBN 978-5-7883- 1853-0. (In Russ.).Вдовин Р. А. Разработка и внедрение в производство цифровой гибридной технологии изготовления лопаток ГТД на основе методов быстрого прототипирования // Вестник РГАТУ имени П. А. Соловьева. 2019. № 4 (51). С. 47–52. EDN: QDLSDO.Vdovin R. A. Razrabotka i vnedreniye v proizvodstvo tsifrovoy gibridnoy tekhnologii izgotovleniya lopatok GTD na osnove metodov bystrogo prototipirovaniya [Development and deployment of a digital hybrid gte blades manufacturing technique on the basis of fast prototyping methods] // Vestnik RGATU imeni P. A. Solov’yeva. Vestnik of P. A. Solovyov Rybinsk State Aviation Technical University. 2019. No. 4 (51). P. 47–52. EDN: QDLSDO. (In Russ.).Яблочников Е. И., Грибовский А. А., Пирогов А. В. Эффективность применения аддитивных технологий для изготовления литьевых форм и при подготовке производства изделий из термопластичных полимерных материалов // Металлообработка. 2013. № 5–6. С. 74–80.Yablochnikov E. I., Gribovskiy A. A., Pirogov A. V. Effektivnost’ primeneniya additivnykh tekhnologiy dlya izgotovleniya lit’yevykh form i pri podgotovke proizvodstva izdeliy iz termoplastichnykh polimernykh materialov [Efficiency of using additive technologies for the manufacture of injection molds and in preparing the production of products from thermoplastic polymer materials] // Metalloobrabotka. Metalloobrabotka. 2013. No. 5–6. P. 74–80. (In Russ.).Bayu K. R., Ariawan I. F., Dody U. A review on the fused deposition modeling (FDM) 3D printing: Filament processing, materials, and printing parameters // Open Engineering. 2021. Vol. 11, no. 1. P. 639–649. DOI: 10.1515/eng-2021-0063.Bayu K. R., Ariawan I. F., Dody U. A review on the fused deposition modeling (FDM) 3D printing: Filament processing, materials, and printing parameters // Open Engineering. 2021. Vol. 11, no. 1. P. 639–649. DOI: 10.1515/eng-2021-0063. (In Engl.).Vaezi M., Chianrabutra S., Mellor B. [et al.]. Multiple material additive manufacturing – Part 1: a review // Virtual and Physical Prototyping. 2013. Vol. 8 (1). Р. 19–50. DOI: 10.1080/17452759.2013.778175.Vaezi M., Chianrabutra S., Mellor B. [et al.]. Multiple material additive manufacturing – Part 1: a review // Virtual and Physical Prototyping. 2013. Vol. 8 (1). Р. 19–50. DOI: 10.1080/17452759.2013.778175. (In Engl.).Лопатин А. Н., Зверков И. Д. Изготовление формообразующей оснастки аддитивными методами для композитных деталей // Авиационные материалы и технологии. 2019. № 2 (55). С. 53–59. DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-53-59. EDN: ZIIYWT.Lopatin A. N., Zverkov I. D. Izgotovleniye formoobrazuyushchey osnastki additivnymi metodami dlya kompozitnykh detaley [Shaping molding tools roduction for composite parts by means of additive technologies] // Aviatsionnyye materialy i tekhnologii. Aviation Materials and Technologies. 2019. No. 2 (55). P. 53–59. DOI: 10.18577/2071-9140-2019-0-2-53-59. EDN: ZIIYWT. (In Russ.).Балякин А. В., Гончаров Е. С., Злобин Е. П. Анализ технологических возможностей и ограничений 3d принтеров для изготовления прототипов ГТУ // Всероссийский научно-технический форум по двигателям и энергетическим установкам имени Н. Д. Кузнецова, посвященный 110-летию ПАО «ОДККУЗНЕЦОВ». Самара: Изд-во Самарского национального исследовательского университета имени академика С. П. Королева, 2022. С. 20–22. EDN: NTBMQY.Balyakin A. V., Goncharov E. S., Zlobin E. P. Analiz tekhnologicheskikh vozmozhnostey i ogranicheniy 3d printerov dlya izgotovleniya prototipov GTU [Analysis of technological capabilities and limitations of 3D printers for GTU prototype production] // Vserossiyskiy nauchno-tekhnicheskiy forum po dvigatelyam i energeticheskim ustanovkam imeni N. D. Kuznetsova, posvyashchennyy 110-letiyu PAO «ODKKUZNETsOV». All-Russian Scientific and Technical Forum for ngines and Power Facilities named after N. D. Kuznetsov. Samara, 2022. P. 20–22. EDN: NTBMQY. (In Russ.).Doshi M., Mahale A., Singh S. K. Printing parameters and materials affecting mechanical properties of FDM-3D printed Parts: Perspective and prospects. // Materials Today: Proceedings // 2022. Vol. 50 (5). P. 2269–2275.Doshi M., Mahale A., Singh S. K. Printing parameters and materials affecting mechanical properties of FDM-3D printed Parts: Perspective and prospects. // Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 50 (5). P. 2269–2275. (In Engl.).Pérez M., Medina-Sánchez G., García-Collado A. [et al.]. Surface Quality Enhancement of Fused Deposition Modeling (FDM) Printed Samples Based on the Selection of Critical Printing Parameters // Materials. 2018. Vol. 1 (8). DOI: 10.3390/ma11081382.Pérez M., Medina-Sánchez G., García-Collado A. [et al.]. Surface Quality Enhancement of Fused Deposition Modeling (FDM) Printed Samples Based on the Selection of Critical Printing Parameters // Materials. 2018. Vol. 1 (8). DOI: 10.3390/ma11081382. (In Engl.).Wang T.-M., Xi J.-T., Jin Y. A model research for prototype warp deformation in the FDM process // Journal of Additive Manufacturing Technology. 2007. Vol. 33 (11). Р. 1087– 1096. DOI: 10.1007/s00170-006-0556-9.Wang T.-M., Xi J.-T., Jin Y. A model research for prototype warp deformation in the FDM process // Journal of Additive Manufacturing Technology. 2007. Vol. 33 (11). Р. 1087– 1096. DOI: 10.1007/s00170-006-0556-9. (In Engl.).Huang Q., Marshall G. S., Epstein D. J. An Analytical Foundation for Optimal Compensation of Three-Dimensional Shape Deformation in Additive Manufacturing // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2016. Vol. 138. P. 061010-1. DOI: 10.1115/1.4032220.Huang Q., Marshall G. S., Epstein D. J. An Analytical Foundation for Optimal Compensation of Three-Dimensional Shape Deformation in Additive Manufacturing // Journal of Manufacturing Science and Engineering. 2016. Vol. 138. P. 061010-1. DOI: 10.1115/1.4032220. (In Engl.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.