Оптимизация конструкции лопаток турбин при производстве методами аддитивных технологий

Анализируются способы оптимизации процесса производства лопаток турбин методами аддитивных технологий с учетом факторов внешнего и внутреннего воздействия на готовое изделие, определяются параметры изготовления детали, а также технико-технологические аспекты ее аддитивного изготовления. Обоснованность данного комплексного подхода заключается в сложности производства и экстремальности эксплуатации самой детали, что приводит к невозможности точно оценить продолжительность периода эксплуатации готового изделия. Цель работы – определение оптимальных характеристик процесса аддитивного производства лопатки газотурбинного двигателя. Возможность аддитивного производства лопаток турбин с точными конечными характеристиками позволит производить деталь высокого качества с прогнозируемым эксплуатационным процессом. Разработаны рекомендации по критериальному и алгоритмическому сопровождению процесса оптимизации изготовления лопатки газотурбинного двигателя. По результатам проведенных исследований сделан вывод о том, что в качестве основного критерия оптимизации формы лопатки газо-турбинного двигателя необходимо принять сохранение постоянного расстояния между соответствующими граничными точками сечений лопаток. Следовательно, эффективнее и целесообразнее оптимизировать не форму лопатки, а композит, из которой она изготовлена.

Optimization of the structure of turbine blades produced by methods of additive technologies

This study is devoted to the analysis of methods for optimizing the process of manufacturing turbine blades using additive technologies, taking into account the factors of external and internal influence on the finished product, determining the parameters for manufacturing the part, as well as the technical and technological aspects of additive manufacturing of the part. The validity of this integrated approach lies in the complexity of production and the extreme nature of the operation of the part itself, which makes it impossible to accurately estimate the duration of the operation period. But the ability to additively manufacture turbine blades with precise final characteristics will allow the production of a high-quality part with a predictable operational process. In view of these requirements, the authors give recommendations on the criterial and algorithmic support of the process of optimizing the manufacture of a gas turbine engine blade. As a result of the research, it was concluded that the main criterion for optimizing the shape of a gas turbine engine blade is to maintain a constant distance between the corresponding boundary points of the blade sections. Therefore, it will be more efficient and expedient to optimize not the shape of the blade, but the composite from which it is made.