В современной промышленности аддитивные технологии быстро набирают популярность. Однако конструкторы сталкиваются с многочисленными неизвестными в отношении технологий производства и структурирования материалов. Для решения этой проблемы инженеры МИСиС разработали инновационную технологию аддитивной печати металлических деталей сложной формы с сотовыми структурами в основе, в результате чего получается прочный, плотный и легкий продукт.
«Впервые промышленные 3D-принтеры я увидел 9 лет назад и был поражен. Казалось, это будет в каком-то далеком будущем, а сегодня увидели на выставке», — восхищался Рустам Минниханов скоростью проникновения аддитивных технологий на V Лидер-Форуме «Аддитивные технологии — новая реальность» в Казани. «Росатом» «пробивает» под них федеральную программу стоимостью 20 млрд рублей, а Татарстану госкорпорация предложила создать Центр аддитивных технологий (ЦАТ) на базе Уральского завода гражданской авиации (УЗГА) и образовательный ЦАТ на основе КНИТУ-КАИ. Впрочем, окончательного решения нет, так как в республике необходимо сформировать пакет заказов на перспективу до 2030 года, чтобы иметь гарантию выведения новых изделий.
МИННИХАНОВ — О ЦАТ: ЗАИНТЕРЕСОВАНЫ В САМОЙ ГЛУБОКОЙ КООПЕРАЦИИ С «РОСАТОМОМ»
Аддитивные технологии, или промышленные 3D-принтеры для выпуска сложных деталей, до сих пор воспринимаются как фантастические инновации, несовместимые с российской реальностью. Однако промышленная революция охватила все больше стран в мире, где отказываются от традиционных методов изготовления деталей на токарных и фрезеровочных станках в пользу печати на 3D-принтерах путем послойного наполнения трехмерной конструкции (в качестве основного сырья используются пластик, металл, бетон).
Лидер-Форум закрепил за собой статус главной российской площадки, на которой выставляются последние достижения в области аддитивных технологий и вырабатываются новые решения.
На этот раз он впервые проходил за пределами Москвы. В Казань приехала большая команда ГК «Росатом» под руководством директора по технологическому развитию Андрея Шевченко. Вместе с ним были гендиректор ООО «Русатом — Аддитивные технологии» (ООО «РусАТ») Илья Кавелашвили и глава Ассоциации АРАТ и советник президента АО «ТВЭЛ» Ольга Оспенникова.
«Татарстан намерен не только выступать в качестве активного потребителя продукции аддитивного производства, но и готов играть роль генератора ключевых решений. В этой работе мы заинтересованы в самой глубокой кооперации с лидером отрасли — госкорпорацией «Росатом», — заявил на открытии форума Рустам Минниханов, дав старт гонке татарстанских предприятий в освоении новых 3D-технологий.
МИНПРОМТОРГ РФ ПРИДЕРЖИВАЕТСЯ КОНСЕРВАТИВНОЙ ОЦЕНКИ
Раис Татарстана считает, что переход на аддитивные технологии сделает предприятия конкурентоспособными, так как все больше компаний используют этот ресурс. Ссылаясь на экспертов, он сообщил, что две трети всей изготовляемой в мире продукции к 2023 году будут содержать напечатанные комплектующие.
— В нашей стране также отмечается взрывной рост аддитивного производства. Только в прошлом году обороты компаний, работающих в этой сфере, увеличились в пять раз, — указал Рустам Минниханов.
Позже директор по технологическому развитию корпорации Андрей Шевченко уточнил, что объем мирового рынка аддитивных технологий к 2030 году вырастет до $72,5 млрд, а наиболее востребованными станут технологии 3D-печати металла. В России он меньше: сейчас 3,9—5 млрд, прогнозируется рост до 23,5 млрд. Правда, тут есть два сценария развития. Минпромторг РФ придерживается консервативной оценки и прогнозирует рост спроса до 13,2 млрд рублей, отметил Шевченко. В чем причина двукратной разницы, не уточнялось.
Но есть существенное отличие в том, как работают эти технологии в РФ и за рубежом. Если в нашей стране рынок будет расти за счет покупки оборудования и материалов, то за рубежом — за счет сервисных услуг, добавил менеджер «Росатома».
ИНТЕРФЕЙС МЕЖДУ НАУКОЙ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ ЗА 20 МЛРД РУБЛЕЙ
Просто так взять и поставить в цеху промышленный 3D-принтер не получится. Любое изделие нужно сертифицировать, поэтому для его создания необходимы НИОКР, отмечали участники панельной сессии. С этой целью «Росатом» «пробивает» комплексную научно-технологическую программу, которая компенсирует предприятиям расходы на НИОКР. Предполагаемая стоимость — 20 млрд рублей. Механизм КНТП обеспечивает интерфейс между наукой и промышленностью.— Вообще, КНТП предназначена для того, чтобы вывести продукты на рынок. Здесь 50% расходов оплачивает государство в виде НИОКР, а остальные 50% — частные инвестиции на сам продукт. В предстоящую среду программа будет представлена федеральному правительству, — сообщил Андрей Шевченко. — В ней будет много направлений: авиация, атомная энергетика, судостроение. Может, будет строительство, здесь мы видели 3D-принтер, который строит дома, — рассказал он.
Правда, на быстрое одобрение программы он не рассчитывает. «Аналогичную КНТП по композитным материалам мы утверждали в правительстве почти 4 года. В последний раз убеждали Минфин РФ. Но прецедент есть, программа принята (в июле этого года подписал Мишустин, стоимость — почти 10 млрд рублей на 3 года). Так что не надо терять оптимизма», — призывал он.
С ОПОРОЙ НА УЗГА И КНИТУ-КАИ?
Татарстану предложили создать центры аддитивных технологий (ЦАТ): в авиации на базе Уральского завода гражданской авиации (УЗГА), а в образовании — на базе КНИТУ-КАИ, — рассказал Реальному времени Андрей Шевченко.— Перед началом панельной сессии обсуждали эту тему с Рустамом Миннихановым. Понимание есть в отношении одного из вариантов, которые будем рассматривать: УЗГА в качестве базового предприятия, а в образовании — КНИТУ-КАИ. Но это не окончательно, — рассказал он.
По его словам, создание ЦАТ зависит от того, будет ли спрос на их услуги со стороны предприятий РТ. «Нам надо собрать руководителей предприятий и на их базе сформировать заказ», — пояснил он. В итоге решили создать в ближайшее время дорожную карту с перспективой на 5—7 лет, заключил Шевченко.
«ЖЕЛАЮЩИХ ПОЛУЧИТЬ СТАТУС ЦАТ МНОГО»
Глава казанского отделения УЗГА Рамиль Ахмадеев подтвердил «Реальному времени» факт проработки проекта. «У нас есть опыт применения АТ при изготовлении различных деталей. В рамках сотрудничества с партнерами УЗГА планируем открыть участки с новым оборудованием. Идея зародилась в этом году, сейчас наши интересы совпали с ГК «Росатом», — сообщил он.
Ректор КНИТУ-КАИ Тимур Алибаев сообщил, что «желающих получить статус ЦАТ много», видимо, имея в виду КФУ. Но он уверен, КАИ возьмет вверх. «Потому что у нас есть большие вложения в аддитивные технологии — это около 200 млн рублей. Именно с 2023 года наши НИОКР дают ощутимые результаты. Если раньше по НИОКР выполняли работы на 10—12 млн рублей, то теперь на 50 млн», — гордится он.
— Все зависит не только от вуза. Масштабирование должно идти с внедрением технологий, наши компании должны быть готовы, — объяснил он.
Источник : Газета Реальное Время
Теперь инженеры аддитивного производства могут изготавливать такие детали на 3D-принтере с помощью селективного лазерного сплавления. Полученные детали сложной формы имеют повышенную прочность и плотность на 50%. Чтобы добиться этого, они использовали компьютерную топологическую оптимизацию - особый подход к проектированию, который позволяет найти наилучшее распределение материала для заданных нагрузок и условий эксплуатации. В результате создаются сложные сотовые структуры, которые невозможно изготовить традиционными методами, например, литьем. Единственным способом достижения таких форм являются аддитивные технологии послойной печати металла, такие как селективное лазерное плавление, отличающиеся низкой стоимостью и возможностью создания изделий практически любой формы.
Образцы сотовых структур, полученные в НУСТ МИСиС, уже прошли лабораторные испытания и вскоре будут переданы конструкторам компании-заказчика. Теперь конструкторы могут получить точные данные о типах сотовой структуры, соответствующих конкретным инженерным задачам, что позволит им создавать детали с требуемой прочностью и массой с использованием конкретного типа ячеек.
Источник: https://www.techinsider.ru/science/news-453972-sotovaya-3d-pechat-umenshit-ves-avtomobiley-i-raket/