Холдинг «СТАН» усовершенствовал технологию изгиба деталей для авиапрома

Холдинг «СТАН» Госкорпорации Ростех усовершенствовал отечественный метод стесненного изгиба для малопластичных и труднодеформируемых материалов, которые широко применяются в авиации и автомобилестроении. Новый подход позволяет сгибать детали из алюминия и титана в сложные формы и с минимальным радиусом гиба. Для реализации технологии создается специализированная производственная машина.

Решение разработано специалистами Ульяновского научно-исследовательского института авиационной технологии и организации производства (УлНИАТ) и позволяет изготавливать из листовых заготовок сложные тонкостенные профили. Среди заказчиков технологии — представители машиностроительной, авиационной и автомобильной отраслей промышленности.

Метод, в частности, будет применяться при создании фюзеляжей самолетов, состоящих из гнутых профилей. Технология позволит снизить массу фюзеляжа летательных аппаратов и одновременно увеличить их ресурс.

«Метод стесненного изгиба является на 100% российским продуктом, не имеющим аналогов, и подтвержден соответствующими патентами. Создается специализированный станок с ЧПУ для гибки тонкостенных крупногабаритных металлических профилей. Новая производственная машина позволит автоматизировать изготовление профилей с различными параметрами при минимальном участии человека. Завершить работу над машиной планируется в 2027 году», — отметил генеральный директор УлНИАТ Владимир Марковцев.

Сегодня на рынке представлены аналогичные машины зарубежного производства. Однако установка УлНИАТа будет дешевле, позволит обеспечить работу с отечественными материалами и повысить производительность.

.

Что такое стеснённый изгиб?

Суть в том, чтобы формовать сложные профили из листовых заготовок (например, из алюминия или титана) так, чтобы материал не разрушился, даже если он малопластичный. При обычном изгибе в зоне сгиба возникают сильные растягивающие напряжения — и хрупкий материал может пойти трещинами, особенно при попытке сделать очень малый радиус…(ferra.ru)

А при стеснённом изгибе к заготовке в процессе формования прикладывают силы сжатия сразу в нескольких направлениях — тангенциальном, радиальном и аксиальном. Получается всестороннее (трёхосное) сжатие в очаге деформации. Это как бы «подпирает» материал, повышая его эффективный предел пластичности — и позволяет гнуть его с гораздо меньшим радиусом, чем при свободной гибке… (new-disser.ru) 

Есть и ещё один важный нюанс: при стеснённом изгибе нейтральный слой (та линия внутри толщины листа, которая не растягивается и не сжимается) смещается не внутрь (как при обычной гибке), а в сторону наружного контура. Благодаря этому растягивающие напряжения на внешней стороне сгиба уменьшаются — и риск разрушения падает. В итоге можно получать тонкостенные профили сложных форм (швеллер, корытный, Z-образный) за небольшое число технологических переходов (обычно 3–4). 

В чём усовершенствование от «СТАНа»?

Сами по себе идеи стеснённого изгиба не новы — над ними работали и раньше (например, Г. В. Проскуряков). Но холдинг «СТАН» (в связке с Ульяновским научно-исследовательским институтом авиационной технологии и организации производства, УлНИАТ) пошёл дальше: они усовершенствовали технологию…(dynacrash.ru).

Что конкретно сделали:

• Разработали более точные инженерные методики расчёта параметров процесса (с учётом особенностей конкретных труднодеформируемых сплавов, например алюминиево-литиевых марок 1430, 1451)…(new-disser.ru)
• Активно использовали математическое моделирование (в том числе метод конечных элементов), чтобы анализировать напряжённо-деформированное состояние заготовки и оптимизировать процесс ещё на этапе проектирования…(new-disser.ru). 
• Всё это позволило стабильнее получать бездефектные профили даже из самых сложных материалов. 

Зачем это нужно?

Такая технология особенно востребована там, где критически важны масса и прочность: в авиации (при создании фюзеляжей из гнутых профилей) и автомобилестроении. Применение стеснённого изгиба даёт реальный эффект: можно снизить массу конструкции (в исследованиях отмечали снижение массы профилей планера примерно на 8% по сравнению с прессованными аналогами) и одновременно увеличить её ресурс…(ferra.ru).

Что дальше?

Чтобы внедрить метод в серийное производство, сейчас создают специализированный станок с ЧПУ. Он будет предназначен для гибки тонкостенных крупногабаритных металлических профилей. Планируется, что работу над машиной завершат в 2027 году. Такая установка позволит автоматизировать процесс, работать с отечественными материалами и при этом будет дешевле зарубежных аналогов…(ferra.ru)

Заключение:

Метод уже защищён патентами, и в «СТАНе» подчёркивают: это полностью российская разработка, не имеющая прямых аналогов…(rostec.ru)