123
Наука Новости

В ТУСУРе успешно испытали уникальное оборудование для 3D-печати

Первую в мире установку для вывода электронного пучка в атмосферу на основе пушки с плазменным эмиттером создали учёные ТУСУРа совместно с «СИГМА.Томск» (Томский нанотехнологический центр «Роснано»). В результате экспериментов удалось получить нанопорошки и осуществить в рамках одного технологического процесса их синтез и наплавку. Эти исследования открывают новые технологические и производственные возможности в области 3D-печати, сообщает пресс-служба томского вуза.

Одним из участников исследований является Наталья Смирнягина, заслуженный деятель науки Республики Бурятия, доктор технических наук, главный научный сотрудник Института физического материаловедения СО РАН (Улан-Удэ). Она  изучает условия синтеза тугоплавких боридов, карбидов переходных металлов, в частности титана и хрома, на поверхности легированной стали при электронно-лучевой наплавке.

«Проведя термодинамический анализ, мы смоделировали технологические процессы, которые будут иными, нежели в вакууме. С помощью компьютерной программы мы составили модель, в которой обозначены наиболее оптимальные составы материалов, последовательность реакций и температурный режим, а также с помощью кинетического анализа определили наиболее вероятную скорость химических реакций. Технологические эксперименты направлены на отработку самораспространяющегося высокотемпературного синтеза порошковых материалов и их последующую наплавку в едином технологическом цикле», – рассказала Смирнягина.


Холдинг Ростеха показал Дмитрию Медведеву отечественный 3D-принтер


Описанный метод необходим для получения поверхности с нужными свойствами, такими как жаростойкость, износостойкость, коррозионная стойкость.

Вневакуумные технологии электронно-лучевой наплавки используются в наши дни только в Институте ядерной физики СО РАН (Новосибирск) с применением промышленных ускорителей. Смирнягина указала на некоторые недостатки данного метода, например, размер и стоимость установки, высокие энергии (мегаэлектронвольты) электронного пучка и, как следствие, генерируемое этим пучком рентгеновское излучение. Разработка учёных ТУСУРа имеет ряд преимуществ перед технологией, применяемой в Новосибирске.

«Наша разработка обладает как принципиально новыми, так и более высокими эксплуатационными параметрами и качествами. В частности установка работает на более низких энергиях, что упрощает оборудование, снижает его стоимость, позволяет более простыми и дешёвыми способами защитить персонал от рентгеновского излучения, а отсутствие ускорителей и вакуумной камеры позволяет существенно удешевить оборудование для вывода электронных пучков в атмосферу», — отметила Смирнягина.

Учёные планируют продолжать технологические эксперименты послойного спекания порошковых материалов. Данные испытания являются технологической подготовкой к реализации конечной цели — 3D-печати металлических изделий.


В НИЯУ «МИФИ» распечатали на 3D-принтере прототип уникального протеза


«В настоящее время наблюдается повышенный интерес к аддитивным технологиям при создании деталей из металлов и сплавов, в том числе и основанным на применении электронно-лучевого сплавления. Эти технологии актуальны для областей, где требуется производство изделий сложной геометрии с особыми требованиями к материалам. Это в первую очередь авиационная промышленность, космическая индустрия, энергетическое машиностроение и медицина. Сегодня только две компании в мире занимаются созданием коммерческого оборудования для электронно-лучевого сплавления, и их решения основаны на вакуумных технологиях. Использование электронно-лучевых технологий без ограничений, накладываемых вакуумной камерой, позволит не только выращивать эндопротезы или строить лопатки для реактивных двигателей, как происходит сейчас, но и использовать электронно-лучевое сплавление для создания масштабных конструкций, таких как мосты или фермы подъёмных кранов. Успешное завершение работ по проекту позволит существенно расширить сферу применения технологии наплавки функциональных покрытий, сделав её более доступной», — рассказал генеральный директор ООО «СИГМА.Томск» Олег Лысак.

Об авторе

Игорь Князев

Игорь Князев