В основе технологии лежит воздействие мощными лазерными импульсами на поверхность детали через слой воды. Возникающие при этом микровзрывы деформируют металл, не нагревая его, и формируют в поверхностном слое сжимающие напряжения, которые останавливают развитие трещин. При традиционной дробеударной обработке упрочненный слой достигает лишь 0,3 мм, тогда как лазер позволяет заглубить защиту до 1,5 мм.
"Чтобы разрушить деталь, трещина должна пройти этот барьер в 1,5 мм. Это значит, к примеру, компрессорная лопатка, которая уже получила микронадрыв от пыли или камня, может безопасно отработать еще тысячи циклов", – пояснил изданию профессор кафедры лазерных и аддитивных технологий КНИТУ-КАИ Андрей Горбунов.
Разработка ориентирована прежде всего на критически нагруженные детали авиадвигателей – рабочие лопатки, диски, валы, шестерни, а также элементы шасси и силовые конструкции планера. В ходе стендовых испытаний обработанные по новой методике детали показали заметный прирост усталостной прочности и долговечности по сравнению с серийными аналогами.
Однако технология имеет и ограничения. Из-за узкой зоны воздействия лазера она уступает дробеударной обработке в производительности и не подходит для конвейерного производства. Каждый импульс требует точного позиционирования и подбора параметров под конкретный сплав. Кроме того, на острых кромках существует риск локального разрушения металла, а сертификация потребует оборудования неразрушающего контроля с глубиной анализа до 1,5 мм, что заметно удорожит процесс.
Эксперт Национальной технологической инициативы по новым материалам и технологиям Евгений Вишневский охарактеризовал разработку как "хирургический скальпель" для наиболее нагруженных участков, применимый в авиации, газотурбинной энергетике, тяжелом машиностроении и железнодорожной сфере.
