Росатом: 3D-печать металлом в России

Уже совсем скоро, 19 апреля, в Технополисе «Москва» на Волгоградском проспекте состоится Top 3D Expo ^[1] — выставка-конференция об аддитивных технологиях, робототехнике и цифровых производственных системах.

Рассказываем об участниках и темах конференции: сегодня у нас госкорпорация РОСАТОМ с отечественными 3D-принтерами для печати металлом и их применением.

Об организации

ГК «РОСАТОМ» — российская госкорпорация, работающая в области атомной энергии на всех стадиях, от научных исследований и добычи урана, до сооружения и эксплуатации энергоблоков, утилизации отработанных топливных элементов и выведения из эксплуатации завершивших работу АЭС. Включает в себя 400 организаций и 250 000 человек.
Этот крупнейший в России производитель электроэнергии (18%) и самый активный в мире строитель АЭС за рубежом (36 энергоблоков в 12 странах), также занимает второе место на планете по запасам урана и четвертое — по объему его добычи.

В круг интересов и поле деятельности Росатома, помимо ядерной энергодобычи и другой работы с радиоактивными материалами, входят и другие инновационные технологии, такие как суперкомпьютеры, программное обеспечение и 3D-печать.

Развитием аддитивных технологий в корпорации занимается ООО «РусАТ» («Русатом – Аддитивные Технологии»; предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ»).

ООО «РусАТ» занимается интеграцией 3D-печати в атомной отрасли и других областях.
Главные направления деятельности компании:

• производство 3D-принтеров,
• создание металлических порошков и других материалов для 3D-печати,
• разработка ПО для аддитивных систем,
• оказание услуг по 3D-печати и ее внедрению, в том числе — организация Центров аддитивного производства.

В ближайшее время компания собирается запустить в серийное производство 3D-принтер второго поколения.

Алексей Дуб, генеральный директор РусАТ, поделился планами госкорпорации в этой сфере на ближайшее будущее:

«Сформирована и утверждена общероссийская программа по развитию аддитивных технологий, состоящая из шести основных разделов: программное обеспечение, оборудование, материалы, нормативная документация, подготовка кадров и создание пилотных производств

Вместе с динамичным ростом рынка ожидается, что к 2025 году мировой рынок аддитивного производства достигнет $45 млрд, а к 2035 году — превысит $350 млрд, опережающими темпами усиливается конкуренция. Только за последнее время цена 3D-принтеров снизилась на 30%, а стоимость производимых на них изделий — до 90%. В будущем цены на 3D-принтеры и порошки для аддитивной печати могут снизиться еще на 30%».

Цель РусАТ к 2025 году: обеспечить выручку до 50 млрд рублей и занять более 1,5% мирового рынка аддитивных технологий.

Тема

Представитель компании в своем выступлении расскажет о трех направлениях деятельности:

• Серийное производство промышленных 3D-принтеров печатающих по технологии SLM,
• Разработка новых металлических порошков для 3D-печати с разными свойствами и составом,
• Планы по открытию первого в Москве Центра аддитивных технологий с пятью промышленными 3D-принтерами.

Проекты

3D-принтер для печати металлом

Уже несколько лет в госкорпорации идет разработка отечественного 3D-принтера для печати металлами. Опытные образцы выдают стабильно качественный результат, образцы принтов используются для испытания и дальнейшей разработки технологии.
О кейсах применения читайте ниже, а вот что касается самого принтера.

3D-принтер для ОКБМ им. Африкантова. / Фото: Марина Набатникова / АиФ ^[2]

Принтер на фото выше — предсерийный образец, его конструкция будет масштабирована для создания более компактных аппаратов, которые Росатом будет поставлять медучреждениям и производственным компаниям.

Евгений Третьяков, замдиректора Института технологии поверхности и наноматериалов:

«Во многом работа идёт успешно благодаря самой машине и её программному обеспечению, также разработанному в ЦНИИТМАШе. Зарубежные производители продают такое оборудование с определенными условиями по материалам. К примеру, нужна сталь 12х18 Н/ОТ, а это отечественный порошок. Их программами он не предусмотрен. Мы же можем работать на любых материалах — наше ПО позволяет подобрать соответствующий режим. А если мы говорим о российском производстве, то, конечно, нужно работать на отечественных порошках».

В 2018 был представлен новый образец, способный печатать двумя разными металлическими порошковыми материалами, для чего он оснащен двумя лазерами.

Производительность двухлазерной системы выше на 60%. Принтер уже прошел ходовые испытания печатью образца из двух материалов. В ближайшее время планируется напечатать блиск турбины (колесо турбины реактивного двигателя), с основанием из одного сплава и лопатками из другого, что уменьшит его массу и увеличит энергоэффективность применения и ресурс.

Заместитель генерального директора, директор института технологии поверхности и наноматериалов ЦНИИТМАШ Владимир Береговский:

«Сложность создания деталей из двух материалов в том, что каждый из них на выходе должен обладать определенными свойствами, соответствуя при этом паспорту материала. Кроме того, на их стыке должно получиться еще одно свойство, которое бы тоже соответствовало определенным требованиям.»

Алексей Дуб, генеральный директор ООО «РусАТ»:

«Уникальная система регенерации порошков позволит параллельно с процессом печати разделять два типа порошков, отличающихся по фракционному составу, возвращая регенерированный порошок обратно в установку печати. Это существенно снижает расход порошков и, как следствие, себестоимость изделий. В настоящее время проводится отработка режимов регенерации».

Челюсть, глазница, сустав

По материалам ТАСС и AиФ

В 2020 году Росатом планирует запустить опытное производство 3D-печатных медицинских имплантов.

Фрагмент челюсти. Фото: АиФ / Марина Набатникова

Генеральный директор «РусАТ» Алексей Дуб:

«Мы должны запустить опытное производство имплантов для медицины с 2020 года. В 2020 году мы также должны создать отечественное программное обеспечение для 3D-печати, так называемый «виртуальный принтер»».

Разработкой отечественной технологии производства медицинских имплантов сейчас занимаются в Государственном научном центре РФ ЦНИИТМАШ, одном из институтов Росатома.
Объект разработки — SLM-принтер с трехосевой оптической системой. Как и любой SLM-принтер он послойно плавит металлический порошок, “выращивая” заданную 3D-модель.

Главная сложность в разработке данной технологии — подбор режимов работы лазера для изготовления титановых изделий со сложной мелкоячеистой структурой, подходящей для сращивания с костной тканью.

Глазница. Фото: АиФ / Марина Набатникова

Андрей Такташов, ведущий инженер Института технологии поверхности и наноматериалов ЦНИИТМАШа:

«Если говорить о традиционных технологиях, я просто не представляю, как можно было бы фрезеровать глазницу, — говорит он, проводя пальцем по ее замысловатым изгибам. — А у нас она получилась совершенно аналогичной оригиналу. После нас имплант нужно только простерилизовать — и он готов к применению».

Образцы проходят все возможные испытания в сторонних организациях, результаты исследований говорят об их полном соответствии заданным свойствам и пригодности для медицинского применения.

Благодаря такому принтеру, установленному в больнице или мединституте, врачи смогут напечатать индивидуальный и идеально подходящий имплант для любого пациента, на основе его томограммы, за очень короткое время. Производительность такого принтера — 5-50 см³/час, это около 40 протезов чашек тазобедренного сустава за смену.
Стоимость отечественного 3D-принтера для печати металлами будет на 20% ниже зарубежных аналогов.

Колесо для промышленного насоса

Специалисты «НПО «ЦНИИТМАШ» изготовили по заказу АО «ОКБМ Африкантов», на первом отечественном 3D-принтере по металлу собственной разработки, колесо сложной геометрии для промышленного электронасоса. Для печати использовался отечественный металлический порошок.

Печать этого образца позволит определить дальнейшие шаги необходимые для внедрения 3D-печати металлами при изготовлении ответственных нагруженных деталей.

Директор института технологии поверхности и наноматериалов Владимир Береговский:

«В процессе этой работы мы поняли, что наша установка и наши специалисты готовы к таким нестандартным задачам, к настолько сложной по геометрии детали. Дальше речь идет о повышении точности изготовления изделия и получении прочностных механических характеристик, соответствующих характеристикам используемого сплава. Впереди по-прежнему много работы».

Внедрение 3D-печати металлами и сплавами позволит многократно сократить сроки изготовления деталей со сложной геометрией, сейчас их производство — длительный и трудоемкий процесс.

Материалы выставки

Видеоматериалы, которые будут сняты на предстоящей выставке конференции Top 3D Expo 2019, будут доступны только владельцам билетов класса Business и VIP.

Читайте о видах и стоимости билетов и регистрируйтесь на сайте: зарегистрироваться ^[3].

Автор: Top3DShop

Источник ^[4]