Способ изготовления топологически оптимизированного рабочего колеса водометного движителя методом прямого лазерного выращивания
Изобретение относится к способу изготовления топологически оптимизированного рабочего колеса водометного движителя прямым лазерным выращиванием.
Строят 3D-модель рабочего колеса. Строят технологическую 3D-модель рабочего колеса путем топологической оптимизации и детализации упомянутой 3D-модели по прочности, по жесткости, по припускам на механическую постобработку, по усадке, по деформации и по пространственным ограничениям перемещения головы лазерной установки относительно выращиваемой заготовки рабочего колеса, формулируя технологические ограничения на минимально реализуемых размерах элементов и толщин стенок ступицы и лопастей рабочего колеса. Послойно разбивают технологическую 3D-модель на слои с шагом вертикального смещения слоев от 0,15 до 1,1 мм и шагом поперечного смещения от 0,6 до 2,5 мм, создают управляющую работой лазерной установки программу и ведут последовательное послойное выращивание рабочего колеса из металлического порошка из нержавеющих сталей или титановых сплавов или медных сплавов (бронз) с размером фракций от 20 до 200 мкм. Расход транспортно-защитного газа обеспечивают от 10 до 30 л/мин, массовый расход подачи порошка от 5 до 100 г/мин, мощность лазерного излучения от 0,7 до 3 кВт, диаметр пятна зоны обработки от 1 до 5 мм, а скорость перемещения лазерной головы относительно подложки от 5 до 45 мм/с. Технический результат состоит в снижении металлоемкости изделий сложной геометрической формы, изготовленных из нержавеющих сталей, титановых и медных сплавов при сохранении их характеристик по прочности, жесткости и геометрической точности.