RU210922U1 - Air duct fabricated by selective laser fusion - Google Patents
Air duct fabricated by selective laser fusion Download PDFInfo
- Publication number
- RU210922U1 RU210922U1 RU2021131633U RU2021131633U RU210922U1 RU 210922 U1 RU210922 U1 RU 210922U1 RU 2021131633 U RU2021131633 U RU 2021131633U RU 2021131633 U RU2021131633 U RU 2021131633U RU 210922 U1 RU210922 U1 RU 210922U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air duct
- inlet
- air
- selective laser
- outlet
- Prior art date
Links
- 230000004927 fusion Effects 0.000 title description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims 1
- 238000000110 selective laser sintering Methods 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910003407 AlSi10Mg Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000001757 thermogravimetry curve Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области систем воздухоснабжения, в частности к элементам конструкции воздухозаборных устройств летательных аппаратов. Воздуховод изготовлен из порошка металла или сплава металла методом селективного лазерного спекания в виде тонкостенного трубчатого элемента с входным и выходным отверстиями и постоянной в пределах допуска 0,1-0,3 мм толщиной стенки. Ось воздуховода имеет криволинейную форму, а поперечные сечения воздуховода плоскостями, перпендикулярными оси воздуховода, имеют форму колец переменного диаметра, который увеличивается от входного отверстия к выходному. Обеспечивается высокая точность размеров и качества поверхностей воздуховода. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Полезная модель относится к области систем воздухоснабжения, таких, как вентиляционные системы, в частности элементам конструкции воздухозаборных устройств летательных аппаратов.The utility model relates to the field of air supply systems, such as ventilation systems, in particular structural elements of air intake devices of aircraft.
Из уровня техники известен воздуховод переменного диаметра (патент РФ на полезную модель №197930, приоритет от 24.07.2019), изготовленный методом скручивания листового материала, например пластика, таким образом, что под воздействием силы слои могут смещаться, что приводит к уменьшению диаметра воздуховода и позволяет вставлять его в имеющийся диаметр отверстия.From the prior art, an air duct of variable diameter is known (RF patent for utility model No. 197930, priority dated July 24, 2019), made by twisting sheet material, such as plastic, in such a way that, under the influence of force, the layers can move, which leads to a decrease in the diameter of the air duct and allows you to insert it into the existing hole diameter.
Недостатком воздуховода переменного диаметра является сложность соблюдения точности размеров и формы воздуховода при изготовлении воздуховода указанным методом, особенно учитывая деформируемость воздуховода переменного диаметра, что препятствует достижению требуемых параметров потока.The disadvantage of the variable diameter duct is the difficulty of maintaining the accuracy of the dimensions and shape of the duct in the manufacture of the duct by this method, especially given the deformability of the variable diameter duct, which prevents the achievement of the required flow parameters.
Также из уровня техники известен теплоизолированный воздуховод (патент РФ на полезную модель №131133, приоритет от 15.01.2013), наиболее близкий к предлагаемой полезной модели и выбранный в качестве прототипа. Теплоизолированный воздуховод выполнен спирально-навивным с замковым соединением и дополнительно содержит на внешней и/или внутренней поверхности, по меньшей мере, один слой жидкого теплоизоляционного покрытия на основе связующего с включением полых микрошариков и/или микросфер и добавок.Also known from the prior art is a heat-insulated air duct (RF patent for utility model No. 131133, priority dated 01/15/2013), which is closest to the proposed utility model and selected as a prototype. The heat-insulated air duct is made spiral-wound with a lock connection and additionally contains on the outer and/or inner surface at least one layer of a liquid heat-insulating coating based on a binder with the inclusion of hollow microballoons and/or microspheres and additives.
Недостатком теплоизолированного воздуховода является сложность соблюдения точности размеров и формы воздуховода при изготовлении воздуховода указанным методом, что препятствует достижению требуемых параметров потока.The disadvantage of a heat-insulated duct is the difficulty of maintaining the accuracy of the dimensions and shape of the duct in the manufacture of the duct by this method, which prevents the achievement of the required flow parameters.
Полезная модель направлена на решение следующей технической проблемы: обеспечение высокой точности размеров и качества поверхностей воздуховода.The utility model is aimed at solving the following technical problem: ensuring high dimensional accuracy and quality of air duct surfaces.
Техническая проблема решается за счет того, что воздуховод изготовлен из порошка металла или сплава металла с помощью метода селективного лазерного сплавления с последующей термообработкой и выполнен в виде тонкостенного трубчатого элемента с входным и выходным отверстиями и постоянной в пределах допуска толщиной стенки, при этом ось воздуховода имеет криволинейную форму, а поперечные сечения воздуховода плоскостями, перпендикулярными оси воздуховода, имеют форму колец переменных диаметров, которые увеличиваются от входного отверстия к выходному, а толщина стенки является постоянной в пределах допуска (0,1-0,3) мм.The technical problem is solved due to the fact that the air duct is made of metal powder or metal alloy using the method of selective laser fusion with subsequent heat treatment and is made in the form of a thin-walled tubular element with inlet and outlet holes and a wall thickness that is constant within tolerance, while the axis of the air duct has curvilinear shape, and the cross-sections of the air duct by planes perpendicular to the axis of the air duct, have the form of rings of variable diameters, which increase from the inlet to the outlet, and the wall thickness is constant within a tolerance of (0.1-0.3) mm.
В частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что толщина стенки составляет (1,5-3) мм.In a particular case of the implementation of the utility model, the technical problem is solved due to the fact that the wall thickness is (1.5-3) mm.
В другом частном случае осуществления полезной модели техническая проблема решается за счет того, что воздуховод выполнен из порошка алюминия или алюминиевого сплава.In another particular case of the utility model, the technical problem is solved by making the air duct made of aluminum powder or an aluminum alloy.
Полезная модель позволяет достичь следующего технического результата: обеспечение заданных характеристик потока через воздуховод за счет соблюдения высокой точности размеров и качества поверхностей воздуховода.The utility model makes it possible to achieve the following technical result: ensuring the specified characteristics of the flow through the duct by maintaining high dimensional accuracy and quality of the duct surfaces.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежамиThe essence of the proposed utility model is illustrated by drawings
На фиг. 1 изображен пример осуществления воздуховода.In FIG. 1 shows an example of an air duct.
На фиг. 2 изображена заготовка воздуховода с плитой построения и поддерживающими элементами.In FIG. 2 shows an air duct blank with a construction plate and supporting elements.
На фиг. 3 изображена термограмма термической обработки заготовки воздуховода.In FIG. 3 shows a thermogram of the heat treatment of the air duct preform.
На фиг 1-2 обозначены следующие позиции:In Figs 1-2, the following positions are indicated:
1 - входное отверстие;1 - inlet;
2 - выходное отверстие;2 - outlet;
3 - поддерживающие элементы;3 - supporting elements;
4 - платформа построения.4 - build platform.
Воздуховод, изготовленный методом селективного лазерного сплавления, выполнен в виде тонкостенного трубчатого элемента с входным отверстием 1 и выходным отверстием 2. В частном случае исполнения полезной модели, входное отверстие 1 и выходное отверстие 2 выполнены с различными диаметрами. Воздуховод выполнен с толщиной стенки, постоянной в пределах допуска (0,1-0,3) мм, которая, в частном случае осуществления полезной модели, составляет (1,5-3) мм.The air duct, made by selective laser melting, is made in the form of a thin-walled tubular element with an inlet 1 and an
Ось воздуховода имеет криволинейную форму, например, приближенную к дуге окружности, и поперечные сечения воздуховода плоскостями, перпендикулярными оси воздуховода, имеют форму плоских колец переменного диаметра. На фиг.1 изображен воздуховод, диаметры поперечных сечений которого увеличиваются от входного отверстия 1 к выходному отверстию 2, при этом входное отверстие 1 имеет наименьший диаметр, а выходное отверстие 2 - наибольший диаметр.The axis of the air duct has a curvilinear shape, for example, close to the arc of a circle, and the cross sections of the air duct with planes perpendicular to the axis of the air duct are in the form of flat rings of variable diameter. Figure 1 shows the duct, the cross-sectional diameters of which increase from the inlet 1 to the
В случае если воздуховод предназначен для использования в составе воздухозаборного устройства летательного аппарата, геометрические параметры и качество поверхностей воздуховода определяются аэродинамическим расчетом канала воздухозаборного устройства исходя из заданных характеристик потока воздуха, проходящего через воздухозаборное устройство и позволяющего обеспечить требуемый режим работы двигательной установки летательного аппарата.If the air duct is intended for use as part of an air intake device of an aircraft, the geometric parameters and quality of the surfaces of the air duct are determined by the aerodynamic calculation of the air intake device channel based on the specified characteristics of the air flow passing through the air intake device and allowing to provide the required operating mode of the aircraft propulsion system.
Заготовка воздуховода изготовлена из порошка металла или сплава металла, например алюминия или сплава алюминия, такого как AlSi10Mg (АСП-35, ТУ 1791-011-49421776-2017), с помощью способа селективного лазерного сплавления. Заготовка воздуховода дополнительно содержит удаляемые поддерживающие элементы 3, расположенные вдоль наружной поверхности воздуховода.The air duct blank is made of a metal powder or a metal alloy, for example, aluminum or an aluminum alloy, such as AlSi10Mg (ASP-35, TU 1791-011-49421776-2017), using the selective laser melting method. The air duct blank additionally contains
При изготовлении заготовки воздуховода формируют заготовку на платформе построения 4 с помощью способа селективного лазерного сплавления, например с помощью установки для селективного лазерного сплавления SLM Solution 280HL-2.0, для чего послойно наносят порошок металла или сплава металла на платформу построения 4, и расплавляют каждый слой с помощью лазера. Толщина слоя построения 50 мкм. Шероховатость поверхностей Ra6,3 (Rz40) и однородность материала заготовки обеспечивают технологическим режимом сплавления в среде защитных газов, например, аргона.When manufacturing an air duct preform, a preform is formed on the
После формирования заготовки проводят ее термообработку без отделения от платформы построения 4. В случае если заготовка изготовлена из порошка алюминия или алюминиевого сплава, в процессе термообработки в течение 3 ч нагревают заготовку в печи до температуры 300°С, выдерживают при температуре 300°С в течение 2 ч, после чего позволяют остыть в течение 4 ч в печи, далее заготовка остывает на воздухе. Термограмма термообработки заготовки воздуховода из порошка алюминиевого сплава AlSi10Mg показана на фиг. 3.After the billet is formed, it is heat treated without separation from the
За счет режимов послойного синтеза и последующей термообработки обеспечивают стабильность геометрии заготовки с отклонением размеров от теоретического контура в пределах (0,1…0,3) мм. Ориентация заготовки в камере построения, конфигурация и плотность формируемых вместе с заготовкой поддерживающих структур, а также режимы термообработки, исключают трещинообразование материала заготовки и обеспечивают оптимальную материалоемкость процесса.Due to the modes of layer-by-layer synthesis and subsequent heat treatment, the stability of the workpiece geometry is ensured with a size deviation from the theoretical contour within (0.1 ... 0.3) mm. The orientation of the workpiece in the construction chamber, the configuration and density of supporting structures formed together with the workpiece, as well as heat treatment modes, exclude cracking of the workpiece material and ensure the optimal material consumption of the process.
Удаляют заготовку с плиты построения 4, например, с помощью электроэрозионной обработки. Удаляют поддерживающие элементы 3, например, с помощью слесарной обработки. Обрабатывают поверхность заготовки с помощью пескоструйной обработки, например электрокорундом F46 (N40).Remove the workpiece from the
Монтируют воздуховод в составе системы, например, вентиляционной или воздухозаборного устройства летательного аппарата. Обеспечивают поток воздуха через воздуховод от входного отверстия 1 к выходному отверстию 2, соответствующий заданным параметрам.An air duct is mounted as part of a system, for example, a ventilation or air intake device of an aircraft. Provide air flow through the air duct from the inlet 1 to the
Воздуховод, изготовленный методом селективного лазерного сплавления, предназначен для применения в области систем воздухоснабжения и позволяет обеспечить требуемые характеристики потока через воздуховод за счет соблюдения высокой точности размеров и качества поверхностей воздуховода.The air duct, manufactured by selective laser melting, is designed for use in the field of air supply systems and allows you to ensure the required characteristics of the flow through the duct by maintaining high dimensional accuracy and quality of the air duct surfaces.
Claims (3)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU210922U1 true RU210922U1 (en) | 2022-05-13 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005092649A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-10-06 | Behr Gmbh & Co. Kg | Transverse member having an integrated air duct for a motor vehicle |
| RU2452632C2 (en) * | 2006-12-22 | 2012-06-10 | Валео Систэм Тэрмик | Air duct |
| RU131133U1 (en) * | 2013-01-15 | 2013-08-10 | Виталий Богданович Черногиль | HEATED INSULATION |
| RU191178U1 (en) * | 2019-01-24 | 2019-07-29 | Антон Геннадьевич Вайс | SOUNDED AIR DUCT |
| RU2715351C1 (en) * | 2019-01-24 | 2020-02-26 | Антон Геннадьевич Вайс | Sound-insulated air duct |
| EP3012443B1 (en) * | 2014-10-21 | 2020-09-16 | United Technologies Corporation | Additive manufactured ducted heat exchanger system with additively manufactured fairing |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005092649A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-10-06 | Behr Gmbh & Co. Kg | Transverse member having an integrated air duct for a motor vehicle |
| RU2452632C2 (en) * | 2006-12-22 | 2012-06-10 | Валео Систэм Тэрмик | Air duct |
| RU131133U1 (en) * | 2013-01-15 | 2013-08-10 | Виталий Богданович Черногиль | HEATED INSULATION |
| EP3012443B1 (en) * | 2014-10-21 | 2020-09-16 | United Technologies Corporation | Additive manufactured ducted heat exchanger system with additively manufactured fairing |
| RU191178U1 (en) * | 2019-01-24 | 2019-07-29 | Антон Геннадьевич Вайс | SOUNDED AIR DUCT |
| RU2715351C1 (en) * | 2019-01-24 | 2020-02-26 | Антон Геннадьевич Вайс | Sound-insulated air duct |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9410702B2 (en) | Gas turbine engine combustors with effusion and impingement cooling and methods for manufacturing the same using additive manufacturing techniques | |
| EP3559555B1 (en) | Component for a gas turbine engine with a contured cooling passage | |
| US11248491B2 (en) | Additively deposited gas turbine engine cooling component | |
| EP2913588B1 (en) | A method of manufacturing a combustion chamber wall | |
| EP3593998A1 (en) | Methods and thin walled reinforced structures for additive manufacturing | |
| US11612938B2 (en) | Engine article with integral liner and nozzle | |
| CN106890947B (en) | Method and assembly for forming a component having an internal passage defined therein | |
| US11554534B2 (en) | Method for in situ additive manufacturing of a coating on a turbomachine casing | |
| CN106925721B (en) | Method and assembly for forming a component having an internal passage defined therein | |
| EP3181266B1 (en) | Method and assembly for forming components having internal passages using a lattice structure | |
| RU210922U1 (en) | Air duct fabricated by selective laser fusion | |
| JP2018021544A (en) | Turbine component and methods of making and cooling turbine component | |
| CN112955267B (en) | Method for producing hollow large-sized turbine component | |
| US11753962B2 (en) | Element for distributing a cooling fluid and associated turbine ring assembly | |
| US10099276B2 (en) | Method and assembly for forming components having an internal passage defined therein | |
| CN107042289B (en) | Method and assembly for forming a component having an internal passageway using a core sleeve | |
| CN107030260B (en) | Method and assembly for forming a component having an internal passageway with a sheathed core | |
| CN106964759B (en) | Method and assembly for forming a component having an internal passageway using a core sleeve | |
| US20160245519A1 (en) | Panel with cooling holes and methods for fabricating same | |
| US20170173685A1 (en) | Method and assembly for forming components having internal passages using a lattice structure | |
| US10279388B2 (en) | Methods for forming components using a jacketed mold pattern | |
| WO2021243406A1 (en) | A fiberizer tool and method for fabricating like tooling | |
| EP3231600A2 (en) | Light weight component with internal reinforcement and method of making | |
| CN114144533A (en) | Oxygen gas transfer device, method for manufacturing oxygen gas transfer device, laval nozzle, and method for manufacturing laval nozzle | |
| US11994085B2 (en) | Piston for use in internal combustion engines and method of making the piston |