125

На первом отечественном 3D-принтере по металлу напечатали опытный образец детали

  •  © www.atominfo.ru

Специалисты института технологии поверхности и наноматериалов АО «НПО «ЦНИИТМАШ» (входит в машиностроительный дивизион Росатома — Атомэнергомаш) изготовили головной образец детали типа «Колесо» для промышленного электронасоса.

Работа выполнялась по заказу АО «ОКБМ Африкантов» на созданном в ЦНИИТМАШ первом отечественном 3D-принтере SLM для изготовления металлических изделий.

В ходе работ впервые в работе был применён металлический порошок отечественного производства — он имеет специальную форму и фракцию для обеспечения качественного сплавления.

Кроме того, опытный образец рабочего колеса для насоса методом 3D-печати также был изготовлен в России впервые.

Проведённая научно-исследовательская работа позволит определить дальнейшие шаги по внедрению технологии 3D-печати для изготовления ответственных деталей.

Директор института технологии поверхности и наноматериалов Владимир Береговский прокомментировал: «В процессе этой работы мы поняли, что наша установка и наши специалисты готовы к таким нестандартным задачам, к настолько сложной геометрии детали».

«Дальше речь идёт о повышении точности изготовления изделия и получении прочностных механических характеристик, соответствующих характеристикам используемого сплава. Впереди по-прежнему много работы».

По оценкам специалистов, внедрение 3D-печати позволит в несколько раз сократить время изготовления деталей со сложной геометрией, поскольку их производство традиционным способом является трудоёмким процессом.

  •  © www.atominfo.ru

Головной образец, отпечатанный по технологии ЦНИИТМАШ, пройдёт в ОКБМ Африкантов осмотр и рентгенографию. Изделие разрежут, оценят его плотность, однородность и другие необходимые характеристики.

Затем с учётом замечаний ОКБМ Африкантов специалисты ЦНИИТМАШ изготовят второе колесо, которое испытают на стендах в ОКБМ.

  • -4
    Нет аватара
    02.07.1816:36:03

    Может я консерватор, но не хотелось бы, чтобы атомное оборудование печатали на принтере. Маловато пока референций у таких материалов по сравнению с традиционными. Жизнь и здоровье тысяч людей дороже новомодных штук. Пусть в гражданском секторе попользуют хотя бы лет 10.

    • 9
      Нет аватара
      02.07.1817:02:55

      Так в гражданском секторе тих деталей маловато из-за их цены — пока кусается. Малый и средний бизнес еще не скоро будет их массово использовать из-за этого. Собственно, когда цены станут демократическими (упадут раза в 2), машиностроение изменится качественно — малые и средние предприятия-разработчики и производители радикально изменят облик своих машин, который сейчас скован доступными им технологиями и бюджетами.

      А так, если испытания прошла, то почему бы и нет. Именно космос, авиация и атомная отрасль сейчас и могут себе позволить такие детали. Им и двигать эту технологию, а не наоборот.

      Отредактировано: Иван Кутузов~17:05 02.07.18
    • 4
      Нет аватара
      02.07.1820:29:48

      Да это деталь для насоса было ж отпечатана, там до атомного оборудования как до Луны пешком)

    • 0
      Павел П
      03.07.1800:18:11

      Я так думаю что в первую очередь технология пойдёт в производство бытовых вещей, устройств и не нагруженных деталей. Заменят скажем литьё силуминовое. В опасные

      и ответственные производства естественно никто такое не пустит.

      • 0
        Нет аватара
        03.07.1801:46:51

        Силуминовое литье технология SLM не заменит еще много лет по причине дороговизны и медленности спекания. Про это следует забыть.

        А вот сложной геометрии детали из «хороших» металлов — там есть прямой выигрыш от использования технологии. Сами понимаете, что те детали идут как раз на ответственные изделия.

        А про то, что в «ответственные производства естественно никто такое не пустит» — расскажите «Сатурну»    

        Отредактировано: Иван Кутузов~01:48 03.07.18
        • 0
          Нет аватара
          03.07.1808:31:54

          Ещё 3D-печать даёт заметный выигрыш по скорости и точности при прототипировании.

          Ну и позволяет использовать нетрадиционные материалы внутри конструкции.

          Отредактировано: qwerty_asd~08:35 03.07.18
      • 3
        Нет аватара
        03.07.1803:07:30

        Да нет, там все не по-детски, аддитивные технологии позволяют деталям выдерживать большие нагрузки.

        Вопрос здесь в размерах деталей, количестве сырья, а оно практически все импортное и размере принтера, а они тоже практически все по работе с металлами импортные.

        Небольшие и сложные детали становится выгоднее напечатать. А большие извините. Ни своих принтеров, ни своих материалов в таком объеме еще нет.

        И Ивану Кутузову, Сатурн только планирует довести долю выращенных деталей в двигателях до 20%. А чего добились реально?

        И что там тогда за эти оставшиеся 80%?

        Кстати, а никто не задумался о том, а какого реально размера эта деталь на фотографии?   

        Отредактировано: alex_uns~03:12 03.07.18
        • 2
          Ivanych
          03.07.1810:32:03

          Как заявил генеральный директор ВИАМ, академик РАН Евгений Каблов, благодаря применению аддитивных технологий удалось напечатать детали двигателя с уникальными параметрами.

          «Например, толщина стенки камеры сгорания этого двигателя составляет 0,3 миллиметра. Таких параметров можно достичь, только используя 3D-печать», — подчеркнул он. Россияская Газета (про ПД14).

          ОСК печатает судовые винты, правда не полностью а только внешнюю стенку толщиной несколько мм, потом эту заготовку заливают металлом. В результате получают снижение времени и себестоимости изготовления винта, помоему до 3-х

          метров. за подробностями отошлю вас в журнал Эксперт, читать статью «ОДК идет в аддитивный отрыв» она конечно платная. Насчет импортных порошков… Ну вот недавно была новость, что ТВЭЛ за эту тему взялся, самое главное «печатающая головка» своя и пока ни кто ее не догнал. Теперь осталось по-максимуму внедрять.Судя по этой статье, процесс идет.

          «Всего 20%" ну наверно мало, хотелось 120% (сто двадцать) но пока в этом направлении делаются первые шаги. И в том же Эксперте,пишут о попытках печатать лопатки турбин авиационных двигателей, причем в одной лопатке применять разные металлы, уже проблема не в «напечатать» а в длительности процесса испытаний и сертификаций, что правильно, т.к. сфера не терпит спешки, надо 200 раз проверить и перепроверить.

          Чтоб узнать о наших достижениях в 3d печати металлами, в любимом поисковике ищите Туричин Глеб Андреевич

          • 1
            Нет аватара
            03.07.1812:04:34

            Да, смешивание при подаче в головку порошков из различных сплавов — это здорово.

            Это моделирование свойств прочность--пластичность-упругость-твердость-ударная вязкость в различных местах или элементах детали (изделия). В соединении с термообработкой это может дать очень интересные вещи. Кстати, напрашивается развитие металловедения для таких смесей. Поэтому и длительность процесса испытаний. Пока многое идет наверное на ощупь.

            А вот по поводу шероховатости здесь прозвучал вопрос у checkpoint, это еще вопросы будущего. Там шероховатость зависит получается от двух процессов — от системы перемещения головки и от процесса спекания. Если во втором можно доводить до ума уменьшением фракции порошка, то вот системы перемещения все равно не будут давать высоких классов шероховатости (чистоты поверхности).

            Кстати это касается судовых винтов. На их лопастях возникает возникает эффект кавитации, и это связано также и с шероховатостью поверхности.

            Пример камеры сгорания с двигателем интересный, но не особо показательный. Этот двигатель был миниатюрный раз и экспериментальный два.

            Сейчас в авиадвигателях печатают элементы сопл. Но там как бы понятно. Основное свойство — жаропрочность. Шероховатость поверхности здесь не критична.

            Отредактировано: alex_uns~12:28 03.07.18
            • 0
              Ivanych
              03.07.1815:09:20

              Шероховатости при «печати» металлом как раз проблема не большая. Как раз в статьях на Эксперте писали про то, что данные «станки» могут выращивать, шлифовать, резать, в зависимости от режима работы лазера. Тот же самый ОСК сначала «печатает», потом шлифует и все на одном устройстве, экономя на этом большое количество трудозатрат. На «пластиковом принтере» такие фокусы не делают. Да, процесс не быстрый и довольно дорогой, поэтому заклепки и саморезы не печатают. Осенью в «утубах» вышла Лекция Турчина, посмотрите, не поленитесь. «Печать» металлом очень интересная тема. И развивается с огромной скоростью.

              • 1
                Нет аватара
                03.07.1819:09:20

                Шороховатость — проблема может быть и небольшая, но неустранимая. На сколько я знаю, шероховатость появляется из-за большого размера… фокусной? области лазера, где происходит плавление порошка. Эта область имеет сложную форму и размеры, на порядок превышающие точность позиционирования самого лазера.

                Да, лазер может не только напылять, но шлифовать, гравировать и просто менять цвет поверхности. Но для деталей сложной формы до внутренних поверхностей он просто не достанет.

  • 1
    Нет аватара
    02.07.1816:56:34

    Фотография, вероятно, не финишной версии детали, а прототипа? — В тексте стоит SLM, а на фотографии как будто пластиковая FDM?

    Отредактировано: Иван Кутузов~16:57 02.07.18
    • 3
      Нет аватара
      02.07.1821:32:54

      Исходя из того, что мне доводилось видеть на различных выставках, деталь вполне похожа на заявленную. В 3D печати бывает только одна версия детали — финишная. Это не фрезеровка на ЧПУ, где можно оставлять припуск материала для обработки более точным иснтрументом.

      • 0
        Нет аватара
        03.07.1801:40:34

        Ну, и в 3d-печати бывают прототипы. Это связано с тем. что некоторые виды печати дороги. Поэтому, очень часто сперва печатают дешевую FDM из PLA или ABS для проверки облика детали и ее вписываемости в изделие. А уже затем идет печать в окончательном виде из того, что требуется.

        Отредактировано: Иван Кутузов~01:43 03.07.18
  • 3
    Нет аватара
    02.07.1821:29:12

    Хотелось бы узнать прочностные характеристики такой детали, а так же класс шероховатости поверхностей. Для всякого рода насосов шероховатость имеет далеко не второстепенное значение.

    • 2
      Нет аватара
      03.07.1801:42:36

      Шероховатость там так себе. Если нужна хорошая поверхность, ее доводят традиционными способами.

    • -2
      Нет аватара
      03.07.1802:58:22

      Прочностные характеристики достигаются использованием выбранной композиции — металлических порошков. Порошки из сплавов, свойства которых в итоге могут дать в детали необходимую прочность. После выращивания детали, она еще проходит термообработку для окончательного снятия напряжений, хотя при печатании их минимум, и получения необходимых свойств.

      Вся фишка в том, что эти металлические порошки или специальная проволока производятся за бургом.

      Можно и на керамике получить прочность гораздо выше прочности на стали и тоже методом аддитивных технологий. Но опять же нужны эти композиции.

      Отредактировано: alex_uns~14:20 03.07.18
      • 0
        Человек
        03.07.1807:53:32

        В ходе работ впервые в работе был применён металлический порошок отечественного производства — он имеет специальную форму и фракцию для обеспечения качественного сплавления.

        • 0
          Нет аватара
          03.07.1812:22:48

          Металлический порошок, который был применен, он что универсальный и на все случаи жизни?

          Он обеспечит в дальнейшем любые свойства любых печатаемых деталей?

          Там фуева туча различных вариантов порошков различных фракций и из различных сплавов.

          Это целая новая ветка производств, которые все это будут делать.

          Отредактировано: alex_uns~12:25 03.07.18
      • 0
        Нет аватара
        06.08.1809:32:12

        Порошки активно начинают делать в РФ. Полема/Нормин/Галеон/СфераМ/Русал/Композит/ВИАМ это лишь часть предприятий на которых уже работают установки по распылению порошков для аддитивки. AlSi10Mg у Русала например 1575руб за кг без НДС

    • 1
      Нет аватара
      03.07.1808:44:14

      Там ещё полно пост-обработки будет. Удаление подпорок и мостиков, фрезерование, шлифовка, поверхностное упрочнение и т. д. и т. п.

    • 0
      Нет аватара
      06.08.1809:41:16

      Для титана ВТ6 например прочностные характеристики лишь немногим хуже проката. 1050мПа. Шероховатость на принтере SLM Solutions 280 6-8Ra до обработки.

      Отредактировано: ЯД~09:41 06.08.18
      • 0
        Нет аватара
        06.08.1821:38:42

        Спасибо за информацию. 1050МПа это весьма не плохо!

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,