Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (Пермский Политех) выяснили, что технология 3D-печати может улучшить свойства звукопоглощающих конструкций авиадвигателей до 20%. С помощью рентгена они зафиксировали дефекты в экспериментальных образцах, изготовленных разными способами. Результаты эксперимента показали, что детали, созданные с помощью 3D-печати, более эффективны в звукопоглощении. По словам ученых, это открытие позволит расширить область применения технологии 3D-печати в авиастроении.
Двигатель — основной источник шума в самолете. Как правило шумопоглощающие конструкции изготавливают из полимерного композита в виде многослойной конструкции с жестким основанием. С его помощью самолет можно сделать легче, тише и аэродинамичнее. Но изделия из композитных материалов обладают рядом недостатков, один из которых — высокая восприимчивость к образованию и накоплению дефектов между соединенными слоями. Ученые Пермского Политеха выяснили, что помочь авиастроению в решении этой проблемы может технология 3D-печати.
«С целью исследования внутренней структуры изделий из полимерного композита, а также для выявления возникающих технологических дефектов, например щелей, затекания и вспенивания клея, используются различные методы неразрушающего контроля. Для целей нашего исследования мы выбрали рентгенографию, поскольку она позволяет получить объемное представление о внутренней структуре образца и его скрытых дефектах», — комментирует ход эксперимента инженер кафедры ракетно-космической техники и энергетических систем аэрокосмического факультета Пермского Политеха Олег Кустов.
С помощью рентгена ученые зафиксировали дефекты и деформации двух образцов, которые влияют на качество звукопоглощения. Первый был изготовлен с помощью воздействия давления и температуры из полимерного композита, а второй — из ABS-пластика при помощи аддитивных технологий, более известных как 3D-печать. Далее их испытали при высоких уровнях звукового давления — 140 и 150 децибел с помощью акустического интерферометра. Это устройство — разработка ученых Пермского Политеха — оно генерирует акустическое воздействие на исследуемые образцы при высоких уровнях звукового давления.
Результаты эксперимента показали, что образец, изготовленный при помощи аддитивных технологий, оказался более эффективен в звукопоглощении, чем его оппонент, созданный традиционным промышленным способом. А значит, технология 3D-печати может найти новое применение в снижении шума авиационных двигателей.
Совершенствование технологий 3D-печати на основе прочных и легких материалов позволит добиться точной геометрии звукопоглощающих конструкций вместе с быстротой их изготовления и улучшенными характеристиками для снижения шума. Исследование ученых Пермского Политеха выполнено по программе Минобрнауки России «Приоритет 2030» (реализуется в рамках национального проекта «Наука и университеты»). Его результаты вносят вклад в обеспечение технологического суверенитета России.
