«Технопром» стал витриной достижений ОДК в аддитивном производстве

Международный форум «Технопром», проходящий в Новосибирске уже в 12-й раз, из года в год демонстрирует инновации российских компаний и научных центров, нацеленные на достижение технологического лидерства. «Объединенная двигателестроительная корпорация» (ОДК, входит в Госкорпорацию Ростех) – активный участник форума. В 2025 году двигателестроители сделали акцент на развитии аддитивных технологий и применении искусственного интеллекта при проведении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Познакомимся с современным достижениями в развитии 3D-печати и вспомним о том, как на предприятиях ОДК внедрялись эта передовая технология.

Зачем это нужно?

Аддитивные технологии, прежде чем прочно войти в жизнь лидирующих высокотехнологичных компаний, немалое время оставались сферой научного поиска. Первые установки, позволившие получать изделия с приемлемым для машиностроителей качеством, были созданы в 1980-1990-х годах. Двигателестроители оказались в числе первопроходцев, осознавших перспективы внедрения этого решения: в начале века были сделаны первые подходы, накапливался опыт, а в середине прошлого десятилетия удалось создать детали, подходящие для использования в составе самых сложных изделий – авиационных двигателей.

В чём преимущества использования этого решения для аэрокосмической промышленности? Прежде всего, и для авиационной, и для космической техники критическое значение имеет масса конструкции. Аддитивные технологии позволяют получать детали с очень сложной формой, в том числе с полостями произвольной формы. Для традиционных подходов, таких как обработка металла резанием, литьё или штамповка, получение таких форм может быть либо крайне трудоёмким, либо вовсе недостижимым результатом. Создание деталей с оптимальной конфигурацией позволяет сократить их массу на десятки процентов относительно аналогов, полученных другими способами.

Второй вызов – использование в авиационном двигателестроении чрезвычайно дорогих материалов. Традиционная механообработка превращает заготовки в груду стружки, масса которой превышает массу самой детали. Характерные значения коэффициента использования материала (КИМ) – от 0,05 до 0,2. Аддитивные технологии открывают возможность довести КИМ до 0,7-0,9 и даже выше. Кратно более высокие значения КИМ при изготовлении металлических деталей таким способом обусловлены массой поддержек, подлежащих удалению.

Третья особенность – сроки и стоимость разработки новой продукции. Срок получения детали сложной формы при применении аддитивных технологий в сравнении с металлообработкой сокращается радикально: порой кратно, а иногда и на порядок. Безусловно, создание деталей с использованием ковки или литья – также достаточно быстрый процесс, но это верно только в том случае, если оставить за скобками длительную и дорогостоящую подготовительную работу по созданию оснастки, литейных форм и т.д.

Замена сборочной единицы, состоящей из множества компонентов, одной деталью – новая реальность, открывающаяся при использовании аддитивных технологий. Следствием такого усложнения детали становится радикальное сокращение длительности и трудоёмкости сборки.

Оценивая эти преимущества, легко прийти к выводу, что широкое внедрение 3D-печати в авиационно-космическое двигателестроение было лишь вопросом времени.

Внедрение шаг за шагом

Аддитивные технологии прочно укрепились в авиационном двигателестроении в прошлом десятилетии. Несколько раньше их освоили за океаном: первые детали, полученные по серийным технологиям, были внедрены в конструкцию двигателей LEAP 1 в 2016 году, тогда были доведены до производства форсунки камеры сгорания.

Однако говорить об отставании российских двигателестроителей от мировых лидеров не приходится. Достаточно вспомнить, что ещё в начале века пермские и рыбинские двигателестроители приобрели первые установки, а в 2004 году была доведена отечественная установка лазерной стереолитографии. Пусть она не была предназначена для изготовления серийных деталей двигателей, но это был важный шаг к обретению новой компетенции. Поставка промышленного оборудования для формообразования металлических деталей на предприятия ОДК началась в прошлом десятилетии. В первой половине десятилетия на пермском «ОДК-Авиадвигатель» была разработана технология создания методом 3D-печати завихрителя для двигателя ПД-14, был создан соответствующий материал. В 2017 году эти завихрители были сертифицированы, что открыло путь их применению в серийно выпускаемых ПД-14. Наконец, важнейшим этапом стало создание и оснащение Центра аддитивных технологий Госкорпорации Ростех. Выполняя работы в интересах разных предприятий, АО «ЦАТ» стало одним из лидеров в проведении научно-исследовательских работ, разработки технологий, проектировании деталей, отработке их производства и поставки на заводы-финалисты.

К концу 2010-х в контуре ОДК уже было несколько предприятий, на которых использовались аддитивные технологии: в Москве это НПЦ «Салют», ОКБ им. А. Люльки, ММП им. В.В. Чернышева, в Санкт-Петербурге – ОДК «Климов», в Рыбинске – «ОДК-Сатурн», в Перми – «ОДК-Авиадвигатель» и «ОДК-ПМ», в Омске – ОМО им. Баранова и ОМКБ. Позже аддитивные технологии нашли применение и в авиаремонте. Освоены все основные направления: это и селективное лазерное справление, позволяющие создавать детали из жаропрочных кобальтовых сплавов и нержавеющей стали, и электронно-лучевое сплавление, применяемое для создания деталей из титановых сплавов. Нанесение металла применяется для ремонта деталей, а также для создания деталей с градиентной структурой. Что касается работы с неметаллическими материалами, то лазерная стереолитография позволяет получать из фотополимеров выжигаемые модели для литься в оболочковые формы, а также полноразмерные модели для проведения испытаний. Аналогичная номенклатура получается и методом селективного лазерного спекания, но там используется пластик.

Что на «Технопроме»?

«Технопром» стал крупнейшей в России площадкой для демонстрации инноваций, и ОДК уже не первый год использует этот форум для того, чтобы представить свои достижения, а заодно обсудить в кругу специалистов и профессионалов перспективные направления развития.

Аддитивные технологии в 2025 году стали для корпорации главной темой форума. Натурные экспонаты и макеты демонстрировали применение этой новации в серийной продукции, включая двигатели для авиации и энергетики. Как заявил генеральный конструктор ОДК Юрий Шмотин, «ОДК уверенно отвечает на вызовы времени, уже сегодня применяя передовые технологии и отечественные материалы для разработки и производства новых авиационных двигателей. Результатом этой работы стало создание авиационных двигателей ПД-14, ПД-8, ПД-35 и турбины большой мощности ГТД-110М, в которых применяются детали, изготовленные с помощью аддитивных технологий. В 2025 году ОДК увеличила количество таких деталей в серийных газотурбинных двигателях».

«ОДК-Авиадвигатель» стало первопроходцем с точки зрения использования деталей, «выращенных» с помощью 3D-печати, в сертифицированном и серийно выпускаемом изделии. «В пермском конструкторском бюро ОДК успешно решены несколько задач: внедрена технология 3D-печати, внедрены и паспортизированы новые отечественные сплавы, полностью отвечающие требованиям авиационного двигателестроения. Более того, сертифицирована первая в России деталь горячей части авиационного двигателя, изготовленная аддитивным методом – завихритель камеры сгорания двигателя ПД-14. Эти детали применяются в серийных ПД-14, которые сегодня обеспечивают сертификационные испытания самолета МС-21-310», — отметил заместитель главного инженера «ОДК-Авиадвигатель» по аддитивным технологиям Александр Аксенов.

Следующим масштабным проектом пермских двигателестроителей стал двигатель-демонстратор ПД-35, в котором с применением аддитивных технологий изготовлены сектор направляющего аппарата компрессора высокого давления, детали приводов, сектор и рабочие лопатки турбины низкого давления – всего более 2300 деталей.

«ОДК-Сатурн» также широко применяет аддитивные технологии при производстве двигателей. К примеру, для авиационного двигателя ПД-8 на этапе опытно-конструкторских работ было разработано более 200 деталей, более десятка из них серийно изготавливаются методом послойного синтеза. Общее количество изготовленных деталей – более тысячи штук. Всего же, для разных изделий, только за 2024 год рыбинские двигателисты синтезировали более 7 тысяч деталей газотурбинных двигателей. Аддитивные технологии внедрены и при производстве турбины большой мощности ГТД-110М, её макет демонстрируется на выставке. «Мы подошли к очень важному этапу развития аддитивных технологий в авиадвигателестроительной отрасли в России – внедрению синтезируемых деталей в типовую конструкцию авиационных двигателей… Применение аддитивных технологий, по мнению экспертов, существенно сократило сроки проведения ОКР и их стоимость», — сказал заместитель главного инженера опытного завода ОДК-Сатурн по аддитивным технологиям Денис Федосеев. Преимущественно на предприятии применяют селективное лазерное и электронно-лучевое сплавление для изготовления деталей, лазерную порошковую наплавку для восстановления газотурбинных двигателей.

Следует отметить, что «ОДК-Сатурн» не только применяет 3D-печать в опытном и серийном производстве, но и ведёт масштабную научную деятельность. Так на предприятии совместно с научными институтами и организациями разработаны металлопорошковые композиции из титанового сплава, нержавеющей стали, жаропрочных сплавов на кобальтовой и никелевой основах.

Ранее упомянутый Центр аддитивных технологий – один из хедлайнеров форума. Посетители мероприятия с интересом знакомятся с деталями, изготовленными специалистами ЦАТ. Среди них сектор соплового аппарата, жаровую трубу и образец детали с топологически оптимизированной геометрией. Также на стенде представлены разработки для энергетики – рабочее колесо, корпус горелки и завихрители. Как рассказал генеральный директор АО «ЦАТ» Алексей Мазалов, «в Центре аддитивных технологий ОДК освоены все основные методы 3D-печати, включая технологии селективного лазерного сплавления металлических порошков, прямого лазерного выращивания металла, лазерного спекания полимерных порошков, экструзии материала и стереолитографии. Парк оборудования ЦАТ состоит из более чем 120 единиц техники, включая производственное оборудование и лабораторные установки. Сейчас дальнейшее развитие аддитивных технологий тесно связано с разработкой отечественных стандартов для материалов и сертификации «выращенных» деталей. Решение этих вопросов обеспечит более широкое применение аддитивных технологий при серийном производстве авиадвигателей.

«Технопром» – это не только демонстрация серийной продукции и опытных образцов, но и заинтересованный диалог экспертов. ОДК организовала и провела панельную дискуссию «Ожидание и реальность: развитие аддитивных технологий в аэрокосмической отрасли». В её ходе были представлены успешные кейсы по применению аддитивных технологий, рассмотрены решения и подходы для организации серийного производства деталей. Модератором дискуссии выступил Алексей Мазалов. Авторские права на данный материал принадлежат «Агентство "АвиаПорт"». Цель включения данного материала в дайджест — сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.

Источник: aviaport.ru