Катаев Юрий Владимирович, канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник
109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, 5
Yuriy V. Kataev, CSc (Eng), Associate Professor, Lead Research Engineer
Scopus ID: 57209744442
109428, Moscow, 1st Institutsky Proezd Str., 5
Чавдаров Анатолий Валентинович, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник
109428, г. Москва, 1-й Институтский проезд, 5
Anatoliy V. Chavdarov, CSc (Eng), Lead Research Engineer
109428, Moscow, 1st Institutsky Proezd Str., 5
Значительный износ металлических деталей сельскохозяйственных машин и оборудования предопределяет необходимость их восстановления наиболее рациональными и недорогими методами. Исследования проведены с целью определения наиболее перспективного и экономически выгодного способа создания и ремонта деталей сельскохозяйственных машин аддитивными технологиями. Анализ методов 3D-печати металлом по стоимости оборудования и сложности технологического процесса показывает целесообразность использования устройств для пространственной ориентации сварочной горелки при использовании широко применяемых сварочных проволок различного состава. Для сельскохозяйственных предприятий при восстановлении геометрии изношенных деталей и изготовлении новых пространственных конструкций из металла наиболее рационально использовать технологии полуавтоматической сварки. Технология DED-W/WAAM/3DMP отличается наибольшей производительностью (до 800 см3/ч) и наименьшей стоимостью среди принтеров по металлу (без применения специальных роботов). При этом возможно использование фрезерно-гравировальных станков как для печати металлом, так и для последующей механической обработки. Результаты полевых испытаний рабочих органов, упрочненных прерывистыми износостойкими валиками WAAM-методом, показывают, что при наработке в 24,785 га на лемех износ линейного размера режущей кромки по ширине упрочненных лемехов в среднем на 10…11 мм меньше, чем у неупрочненных. Внедрение аддитивных технологий в систему технического обслуживания и ремонта крупных и средних сельскохозяйственных предприятий на основе фрезерно-гравировальных станков и комплекта для полуавтоматической сварки позволит повысить эффективность использования 3D-печати сваркой при восстановлении деталей машин, снизив при этом скорость изнашивания на 30…40%.
Significant wear of metal components in agricultural machinery and equipment necessitates their restoration using the most rational and cost-effective methods. The research aimed to identify the most promising and economically viable method for the designing and repair of agricultural machinery parts using additive technologies. An analysis of metal 3D printing methods based on equipment cost and process complexity indicates the feasibility of using devices for spatial orientation of the welding torch when employing widely available welding wires of various compositions. For agricultural enterprises, the most rational approach for restoring the geometry of worn parts and manufacturing new spatial metal structures is the use of semi-automatic welding technologies. The DED-W/WAAM/3DMP technology offers the highest productivity (up to 800 cm³/h) and the lowest cost among metal printers (without the use of specialized robots). Additionally, milling and engraving machines can be utilized both for metal printing and for subsequent mechanical processing. Field test results of working elements reinforced with intermittent wear resistant beads using the WAAM method show that after 24.785 hectares of operation, the linear wear of the blade width on reinforced shares is, on average, 10-11 mm less than that of non-reinforced shares. The integration of additive technologies into the maintenance and repair system of large and medium-sized agricultural enterprises – based on milling and engraving machines and semi-automatic welding kits – will enhance the efficiency of 3D printing by welding in the restoration of machine components while reducing the wear rate by 30-40%.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.