Лого Сделано у нас
107

В России создан первый проволочный 3D-принтер

 © cdn.iz.ru

Впервые новую технику планируется применить при изготовлении титановых шар-баллонов для космической техники, выпускаемой РКЦ «Прогресс» (входит в состав госкорпорации «Роскосмос»).

Отечественный аппарат поможет полностью уйти от сварных соединений и заклепок. Внедрение российского проволочного принтера позволит сжать сроки изготовления деталей космических аппаратов с нескольких месяцев до нескольких часов. При этом в отличие от порошковых аналогов он будет способен производить крупногабаритные металлоконструкции, что расширит применение аддитивных технологий в машиностроении.

Дальнейшее внедрение технологии позволит отказаться от сварных соединений в велосипедных рамах, кузовах автомобилей и фюзеляжах самолетов, что увеличит сроки их эксплуатации. Промышленный вариант нового принтера планируется выпустить в первой половине 2020 года, после чего будет запущено серийное производство устройства.

Современные порошковые принтеры для создания металлических объектов используются в основном для печати небольших деталей, которые устанавливают в особенно ответственных узлах и дорогостоящих прототипах. Расширить применяемость технологии можно при замене порошка на проволоку — в этом случае индустрия получит возможность применения аддитивных технологий для производства крупногабаритных металлических конструкций, а скорость печати увеличится на порядок. Российские ученые поддержали эту идею, создав первый отечественный проволочный 3D-принтер.

— В нашей установке используется стандартная сварочная либо специально изготовленная проволока, которая расплавляется под воздействием электронных пучков в вакуумной камере, — рассказал директор Института физики прочности и материаловедения СО РАН Евгений Колубаев. — Слой за слоем расплавленные капли металла проволоки соединяются, формируя изделия сложной формы.

По словам эксперта, эта технология хороша тем, что при правильно подобранном режиме в материале не образуются поры и отсутствует окисление, что защищает металл от потери прочности.

Дополнительное преимущество разработки — возможность печати одной детали с помощью нескольких проволок из разных металлов, что позволяет уйти от традиционных сварных и заклепочных соединений. В данном случае их заменяют переходные зоны, которые состоят сразу из нескольких материалов, образующих прочный композит.

По словам ученых, именно области сварных швов и других типов соединений чаще всего страдают при динамических нагрузках, что ограничивает срок службы таких изделий, как велосипедные рамы, кузовы автомобилей и фюзеляжи самолетов. Таким образом, в будущем технология проволочной печати способна продлить время эксплуатации транспортных средств и увеличить безопасность их использования.

В первую очередь новый принтер будет использоваться для изготовления деталей космической техники. В частности, с его помощью планируется модернизировать процесс производства титановых шар-баллонов на предприятии РКЦ «Прогресс». Эти изделия применяются в космических аппаратах для хранения компонентов топлива, кислорода и других необходимых в полете веществ.

— Традиционная технология производства шар-баллонов достаточно сложна и подразумевает попутное изготовление специальных пресс-форм и оснастки, что заметно замедляет работу и увеличивает срок изготовления одной заготовки примерно до полугода (далее необходимо провести ее финальную механическую обработку), — пояснил Евгений Колубаев. — Если же говорить про 3D-печать заготовки, то она не требует разработки и изготовления дополнительных приспособлений и технологический цикл занимает часы, а не месяцы.

Таким образом, в результате внедрения технологии космические аппараты можно будет создавать намного быстрее и дешевле.

— Технология проволочной печати развивается в мире уже около 10 лет, и появление новых устройств в России действительно расширяет возможности индустрии по созданию габаритных изделий — даже несмотря на то, что полученные новым способом заготовки обладают достаточно грубыми поверхностями и нуждаются в последующей механической обработке, — считает и.о. директора ИВЦ «Региональный инжиниринговый центр» Уральского федерального университета Алексей Меркушев. — При этом новые принтеры могут пригодиться не только для производства компонентов космических аппаратов на Земле, но и использоваться для печати металлических изделий в космосе (например, на борту МКС), поскольку проволока в условиях невесомости не разлетается, подобно порошку.

В пресс-службе госкорпорации «Роскосмос» подтвердили заинтересованность в использовании разработки для создания компонентов космической техники.

В настоящее время ученые уже нашли индустриального партнера для производства проволочных принтеров и изготовили два экспериментальных образца для отработки технологии.

— Сборка устройства идет у нас полным ходом, и мы планируем закончить ее в начале марта, после чего последуют его пробные запуски, — отметил главный инженер ЗАО «Сеспель» Валерий Индубаев. — Мы надеемся, что благодаря возможности печатать крупногабаритные детали новый принтер вызовет значительный интерес на рынке — тем более что сейчас мы наблюдаем быстрый прогресс аддитивных технологий, от которого промышленные компании стараются не отставать.

Ожидается, что промышленный вариант принтера будет готов уже в первой половине 2020 года, после чего будет запущено серийное производство устройства.

  • 3
    Holso Stitchred Holso Stitchred
    01.03.2011:10:03

    Отечественный аппарат поможет полностью уйти от сварных соединений и заклепок. Внедрение российского проволочного принтера позволит сжать сроки изготовления деталей космических аппаратов с нескольких месяцев до нескольких часов.

    В добрый путь. Посмотрим, что у вас получится.

    • -3
      Александр Тимченко
      01.03.2011:40:12

      Вообще не понятно зачем уходить от сварочных соединений при создании баллонов?

      Сварить две штампованные заготовки или городить этот хлипкий бред. Ведь листовой метал всегда прочнее кучи сварочных напряжений с непонятной структурой.

      • 6
        Zveruga Zveruga
        01.03.2011:56:25

        Производимое 3D-печатью по прочности соответствует литью.

        Когда вы свариваете проволокой вы наплавляете проволоку из одного материала на лист из другого материала. Сам лист при этом не особо плавится и потому не очень хорошо адгезирует с материалом расплавленной проволоки. Из-за этого возникает разница в прочности соединения листа и наплавленной проволоки.

        А когда вы создаёте элемент целиком из одной расплавленной проволоки она хорошо адгезирует сама с собой. Так как основа, на которой выращивается изделие, состоит из того же самого материала и хорошо сливается в единое изделие.

        Кроме того. Аддитивная технология отличаются от простой сварки тем что, проволока не просто наплавляется поверх материала, но внедряется в поверхность на большой скорости, проникая в её глубь и усиливая сцепление.

        Отредактировано: Zveruga~12:04 01.03.20
        • -3
          Александр Тимченко
          01.03.2012:01:48

          Вы имеете отношение к сварке или металловедению? )))

          • 2
            Zveruga Zveruga
            01.03.2012:10:23

            Вы свою жену как часто любите?

        • -3
          Нет аватара amk6606
          01.03.2017:06:33

          Производимое 3D-печатью по прочности соответствует литью.

          Вообще-то литьё по прочности уступает катанному металлу и штамповке. Собственно и в статье из недостатков традиционных говорится только про разрушение в области сварного шва (правда не сказано, что разрушается не сам шов, а металл возле шва). Причина такого разрушения в разной структуре материала самого шва и прилегающих к нему материалов, и в нарушении структуры материала рядом со швом. Для устранения этого недостатка в ответственных областях применения приходится проводить достаточно трудоёмкую и технологически сложную процедуру обработки области сварного шва, чтобы избавиться от нарушений структуры. Которые иначе потом вызовут накопление напряжений и разрушение.

          • 3
            Zveruga Zveruga
            01.03.2019:38:01

            А соединение сварных швов с катанным листом уступает по прочности литью.

            Зачем писать так много ненужных букв? Причём одних и тех же, как и у меня?

            Отредактировано: Zveruga~19:38 01.03.20
      • 3
        Нет аватара post0
        01.03.2015:42:06

        Вот интересный феномен. Вы серьезно думаете, что конструкторы не проверили прочность изделия и не сравнивали ее с другими технологиями прежде чем переходить на эту? Вы думаете они школьники начальных классов и просто ставят опыты на огромных ракетах?

        • Комментарий скрыт по причине низкого рейтинга. показать
          • 7
            Сергей Ивженко Сергей Ивженко
            01.03.2018:54:09

            Определение прочностных свойств — это не работа технологов. Технологи занимаются техпроцессами, а в испытаниях прочности они участвуют для контроля параметров продукции.

            Установление прочностных характеристик происходит в лабораториях материаловедения и вряд ли на производстве, где эксперименты ставить совсем ни к чему.

            Недаром в статье «рассказал директор Института физики прочности и материаловедения СО РАН Евгений Колубаев."

            Здесь совместная работа метериаловедов и конструкторов, а технологи подключатся, когда будут проектировать технологические линии (к примеру).

            • 1
              Нет аватара post0
              01.03.2019:17:30

              Вот жаль не прочитал сначала ваш ответ, пока писал свой. Спасибо, что объяснили человеку!

          • 2
            Нет аватара post0
            01.03.2019:15:52

            Ну давайте копаться в деталях…

            Не технологов, а материаловедов. Так как учившийся в любом техническом вузе знает что оборудование для испытаний находится на кафедре материаловедения. Но задание им дают конструкторы, потому что им важно знать выдержит элемент нагрузку или нет.

          • 1
            Zveruga Zveruga
            01.03.2019:40:44

            Иностранцы уже используют аддитивные технологии в производстве двигателей для ракет и самолётов. Правда они из порошка выращивают. У них физика другая?

            Отредактировано: Zveruga~19:41 01.03.20
Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,