Поделиться
«Ростех» запатентовал 3D-печать методом электронно-лучевой сварки
Государственная корпорация «Ростех» представила еще в 2022 г. демонстрировала вакуумный электронно-лучевой 3D-принтер на основе многоосевого робота. Система позволяет выращивать детали сложной формы из стали, титановых и алюминиевых сплавов для авиакосмического машиностроения. В середине 2024 г. компания запатентовал данную технологию в виде 3D-печати деталей с помощью электронного луча.
Новый патент для «Ростех»
Научно-исследовательский технологический институт «Прогресс», находящийся под управлением компании «РТ-Капитал» (входит в «Ростех»), испытал и запатентовал новую технологию создания металлических деталей путем электронно-лучевой сварки. Эта технология позволяет создавать сложные детали с высокой прочностью, превосходящие по надежности изделия, изготовленные традиционными методами. Об этом сообщила пресс-служба холдинга «Ростех» в середине июня 2024 г.
Технология напоминает 3D-печать: подаваемая на рабочую поверхность металлическая проволока плавится с помощью электронного луча и слой за слоем образует деталь нужной формы. Специальный модуль подает проволоку под плавящий луч с любого направления. Такой способ печати позволяет «выращивать» очень прочные и устойчивые к коррозии изделия сложной формы. Технология дает высокую точность и повторяемость результатов, что важно на серийных производствах различных отраслей промышленности, а также при ремонте поврежденных деталей.
«В ходе испытаний нового модуля мы «вырастили» управляющий электрод, который значительно прочнее выточенного на станке. По результатам испытаний определены направления для дальнейшего улучшения технологии. Требуется автоматизация процесса, разработка специализированного программного обеспечения (ПО), а также больший контроль над подачей материала», – сказал заместитель генерального директора государственной корпорации «Ростех» Александр Назаров.
Новый модуль можно установить на любой роботизированный сварочный комплекс производства НИТИ «Прогресс», расширив его функционал печатью и ремонтом деталей. Институт обладает компетенциями в станкостроении, в том числе единственный в России создает роботы-манипуляторы для работы в условиях радиоактивного излучения и вакуума.
Электронно-лучевой 3D-принтер
По информации «Ростех», в 2022 г. специалистами Пермского национального исследовательского политехнического университета и Научно-исследовательского технологического института «Прогресс» был разработан 3D-принтер.
Главной особенностью принтера является всеракурсный робот-манипулятор, который позволяет создавать изделия сложной конструкции и различных форм в условиях вакуума. Это идеальная среда для получения сплавов повышенной прочности.
По словам разработчиков, использование технологии электронно-лучевой сплавки позволяет кратно увеличить показатель предела прочности детали. Например, для изделий из нержавеющей стали он возрастает на 16%. Кроме того, с помощью 3D-принтера можно получить деталь любой конструкции размером до двух миллиметров. Испытания опытного образца устройства завершили в начале 2023 г.
Как сообщает пресс-служба «Ростеха», оборудование позволяет «выращивать» сверхпрочные детали из титана и жаропрочной стали. Принтер предназначен для научных исследований, а также тестирования новых технологических решений для авиационной и космической индустрии. В качестве исходного материала принтер использует специальную проволоку из жаропрочных сталей, титана и алюминиевых сплавов. Материал подается в рабочую вакуумную камеру, в которой деталь «выращивается» с помощью электронно-лучевой сплавки - это наиболее эффективный метод соединения металлов в условиях вакуума.
Электронно-лучевая 3D-печать
Электронно-лучевая 3D-печать - это технология аддитивного производства, использующая электронный луч в качестве источника энергии для выборочного послойного расплавления и сплавления частиц металлического порошка с целью изготовления сложных 3D-деталей.
По сравнению с другими методами металлической 3D-печати, технология обладает такими преимуществами, как отличные механические свойства, высокая скорость сборки, возможность обработки в вакууме и пригодность для реактивных материалов. Однако высокая стоимость оборудования и ограниченный выбор материалов привели к тому, что технология используется только в сложных приложениях в аэрокосмической, медицинской и автомобильной отраслях.
Принцип работы 3D-печати методом электронно-лучевого плавления включает в себя следующие основные этапы. Подготовка 3D-модели - модель изделия оптимизирована для печати - толщина стенок, опоры, ориентация и т.д. Преобразование файла в .STL - геометрия изделия преобразуется в файл .STL с треугольными гранями. Настройка станка - ввод параметров сборки (скорость, мощность, смещение фокуса и т.п.). Загрузка материала - настройка параметров в зависимости от свойств порошка. Сгребание порошка - порошок равномерно распределяется по платформе в контролируемых слоях. Плавление электронным лучом - сфокусированный электронный луч избирательно расплавляет порошок для создания каждого слоя. Вакуумная среда предотвращает окисление - после расплавления слоя платформа опускается вниз по толщине слоя, свежий слой порошка наносится на предыдущий слой. Удаление из машины - излишки порошка удаляются с собранных деталей, опорные конструкции отсоединяются, а при необходимости выполняется постобработка. Процесс послойной сборки позволяет создавать сложные, оптимизированные геометрии с превосходными свойствами.
Поделиться
Короткая ссылка
