Ученые Национального исследовательского технологического университета (НИТУ) «МИСиС» оптимизировали конструкцию отечественного 3D-принтера и напечатали для авиакосмической промышленности и автомобилестроения функциональные узлы из нержавеющих и цветных сплавов. Некоторые из этих деталей невозможно изготовить традиционными методами. Разработанная учеными технология снижает себестоимость изделий и сокращает время производства в среднем на 30–50%.
Инженеры лаборатории «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС» качественно изменили конструкцию 3D-принтера российской компании AddSol, снизив его себестоимость. В ходе экспериментов для обновленного принтера была создана уникальная система селективного лазерного плавления для получения 3D-образцов малых размеров из различных, зачастую весьма сложных в обработке металлов и сплавов.
Ученые напечатали реальные узлы с оптимизированными характеристиками для современного машиностроения, например, патрубок системы охлаждения, применяющийся в автомобилях и полученный полностью методом селективного лазерного плавления (SLM). Изготовить такую деталь возможно только аддитивным методом, так как толщина стенки изделия — 0,3 мм, тогда как у существующих аналогов — 2 мм. Специалисты также выполнили 3D-печать форсунки гидросбива окалины для металлургических производств, при этом инженеры смогли экспериментально оптимизировать конструкцию изделия, сократив количество деталей с шести до одной монолитной.
«Мы синтезировали методом SLM пламегаситель, предназначенный для обработки, охлаждения и снижения скорости раскаленных выхлопных газов в авиа- и ракетостроении. Это обеспечивает уменьшение продолжительности изготовления на 50% и снижение веса изделия на 40% в сравнении с классическими конструкциями. Из титанового сплава был произведен востребованный в авиапромышленности теплообменник. Лазерное плавление позволило изготовить деталь за одну технологическую операцию вместо трех», — рассказывает представитель группы разработчиков, младший научный сотрудник лаборатории «Катализ и переработка углеводородов» НИТУ «МИСиС» Станислав Чернышихин.
Исследования проводятся в рамках реализации стратегического проекта «Материалы будущего» федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет 2030». В настоящее время коллектив тестирует режимы 3D-печати из бронзы и меди, которые могут использоваться при производстве ракетных двигателей, а также экспериментируют с печатью из магниевых сплавов и чистого вольфрама.
