Развитие аддитивных технологий в России активизировалось. В следующем году ожидается появление госпрограммы в этой сфере. В преддверии этого события игроки вступают в кооперацию и доводят до ума опытные разработки. Мы выясняем, чего не хватает российским компаниям для свершения 3D-революции и какую роль готов взять на себя Росатом.
Благодарим редакцию журнала "Атомный эксперт" за предоставление данного материала.
Согласно поверью, которое ходит в российской академической среде, еще в 50-х годах XX века конструктор и академик Лев Кошкин писал, что видит перспективы развития промышленного производства в технологиях выращивания детали путем сложения, а не путем удаления лишнего материала. Тем не менее начавшийся в XXI веке бум применения аддитивных технологий в промышленности пока проходит без активного участия Российской Федерации. Хотя суммарный объем мирового рынка относительно невелик — $3 млрд по итогам 2014 года — ежегодные темпы его роста впечатляют: в среднем 20‒30%. При этом доля РФ на нем оценивается лишь в 1,5%.
До недавнего времени дела шли ни шатко ни валко. Те энтузиасты, которые осознавали перспективность аддитивных технологий, отрабатывали их на импортных принтерах и таких же порошках. Те НИИ, которые разрабатывали отечественные технологии создания порошков, делали это за редким исключением с применением зарубежного оборудования. Госполитика в этой сфере, несмотря на громкие заявления ключевых чиновников об актуальности направления, отсутствовала.
Катализатором процесса, судя по всему, послужили западные санкции. Ввоз некоторых комплектующих или материалов оказался просто невозможен, а цены на порошки из-за девальвации рубля стали кусаться. Как говорится, «звезды сложились». И с осени 2014 года работа резко активизировалась. В сентябре прошел президиум совета по модернизации экономики РФ, по итогам которого были выданы поручения министерствам, ведомствам и госкорпорациям (срок исполнения ключевых поручений — осень 2015 года — 2016 год). В феврале 2015 года под эгидой ВИАМ прошла первая в стране научно-техническая конференция по аддитивным технологиям. А в мае потребители продукции аддитивного производства, пользователи и разработчики принтеров и порошков встретились на международной конференции в том же ВИАМе.
Сегодня уже никого не нужно убеждать в необходимости 3D-революции. «3D-принтинг начинает распространяться в мире, и Россия не должна отставать в этой области. Применение данных технологий позволяет удешевить изделие, ускорить его проектирование и производство», — так в двух словах описал преимущества внедрения аддитивных процессов в промышленности глава Минпромторга Денис Мантуров.
В настоящее время с помощью аддитивных технологий упрощают производственные процессы в энергомашиностроении, приборостроении, авиационной промышленности, космической индустрии — именно там есть потребность в изделиях сложной геометрии и возник интерес к выращиванию металлических деталей.
«Перед передачей в производство изделия проходят прототипирование. Это позволяет оценить эргономику и функциональность узлов в сборе, обнаружить скрытые недостатки и слабые места конструкции, — объясняет директор НИКИМТ Владимир Попов. — В итоге сокращается цикл разработки и снижаются затраты на производство».
Ориентированные на создание макетов и прототипов установки обычно работают с полимерным материалом. А на установках более высокого класса, которые используют как полимеры, так и металлические или керамические порошки, можно делать крупногабаритные детали. «Аддитивные технологии открыли возможность изготовления деталей любой сложности и геометрии без технологических ограничений. Геометрию детали можно менять еще на стадии проектирования и испытания», — восхищается начальник отдела разработки перспективных технологий ремонта «Авиадвигателя» Александр Ермолаев.
Новые технологии позволяют сократить себестоимость некоторых деталей в десять раз, при этом их производство можно наладить на собственных площадях, тем самым устранив риски доставки и взаимодействие с поставщиками — такие преимущества 3D-принтинга перечислил глава АО «Наука и инновации» Алексей Дуб, беседуя с журналистами в кулуарах «Атомэкспо-2015». Например, бывают случаи, когда изделие весом 900 г изготавливается из исходной заготовки весом 28 кг. «Понятно, что с учетом цены материала стоимость подобных машиностроительных работ очень высока. Но можно это сделать фактически без потерь материала и сразу выращивать это изделие», — отмечал глава АО «НИИ».
В то же время сдерживающим фактором для массового применения аддитивного производства является отсутствие метрологического обеспечения: АМ-процессы (от англ. Additive Manufacturing. – Прим. ред.) пока не интегрированы в технологию изготовления изделий. «Понятно, что любой ответственный конструктор не поставит в ответственное изделие деталь, не зная при этом, сколько она прослужит», — комментирует А. Дуб.
В сентябре прошлого года развитие новых производственных технологий обсуждали на заседании Совета при президенте РФ по модернизации экономики и инновационному развитию России. В протоколе заседания сформулирован целый ряд поручений как по расширению исследований, так и по ускорению технологического развития и внедрению перспективных технологий в производство. В частности, до 31 августа Минобрнауки совместно с Минэкономразвития, Минпромторгом, Минкомсвязью, ФАНО, РАН, Роскосмосом, Росатомом, Росстандартом, институтами развития и участниками соответствующих технологических платформ было поручено сформировать и утвердить скоординированную программу исследований и разработок. Минфину, МЭРу и Минпромторгу необходимо до 30 ноября представить в правительство РФ предложения по дополнительным бюджетным ассигнованиям на финансирование проектов, а также проработать возможность софинансирования проектов в области новых производственных технологий за счет средств ФНБ на возвратной основе и других источников. А РВК, фонду «Сколково», Роснано, Внешэкономбанку, экспортному агентству ЭКСАР и другим фондам рекомендовано предусмотреть поддержку новых производственных технологий, в том числе аддитивных. В свою очередь государство, видимо, представит свою программу поддержки в 2016 году: Минпромторгу поручено подготовить соответствующий раздел госпрограммы по развитию промышленности и повышению ее конкурентоспособности. Разработок в России немало, важно их собрать, оценить, систематизировать и оказать поддержку тем, кто уже далеко продвинулся. Дорожной картой развития аддитивных технологий занимается специальная межведомственная рабочая группа, которую возглавил руководитель ВИАМ Евгений Каблов.
Господдержка господдержкой, но, чтобы двигаться дальше, необходимо разработать систему сертификации и стандартизации аддитивных изделий, технологических процессов, порошков и композиций — тогда разработчикам можно будет спускать стандартные требования. Для решения этих вопросов при Росстандарте был сформирован технический комитет, который ведет работу по созданию нормативной документации в сфере аддитивных технологий; его сопредседатели — генеральный директор АО «Наука и инновации» Алексей Дуб и начальник НИО ВИАМ Ольга Оспенникова.
«Созданные на основе “цифровых фабрик” новые технологии сборочного производства, производственные линии, технологии программного обеспечения, роботизированного управления должны через пять, максимум —десять лет заработать как в военных, так и в гражданских целях», — такие сроки обрисовал на первой конференции по аддитивным технологиям вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин, отвечающий в правительстве за ВПК.
Эксперты сходятся во мнении, что ключевая проблема отечественной аддитивной промышленности —отсутствие собственного производства порошков. До некоторых пор острой необходимости в изготовлении порошков не возникало — покупали иностранные. Но западные санкции заставили российских потребителей задуматься. Любые ограничения поставок порошка в будущем — и все, производство остановилось. Кроме того, после падения курса рубля остро встала проблема дороговизны расходных материалов. К тому же цены на порошки для российских покупателей существенно выше, чем для европейских.
«Мы оказались в импортной зависимости, при этом цены на порошки из нержавеющей стали и сталей на основе никеля и хрома за рубежом — порядка 100‒150 евро, а у нас — в два раза дороже. Как можно напечатать дешевую деталь, когда такая стоимость сырья?»— возмущается Олег Елистратов, заместитель генерального директора УЭХК по развитию неядерного бизнеса.
На разницу европейских и российских цен обращает внимание и директор центра «Современные производственные технологии» при Томском политехническом институте Василий Федоров. По его данным, цена за килограмм титанового порошка для российского потребителя — порядка 520 евро, а в Европе он стоит 230 евро (минимальная загрузка устройства — 20 кг).
Эта разница объясняется просто: в 22 странах мира созданы национальные ассоциации по аддитивным технологиям, объединенные в альянс Global Alliance of Rapid Prototyping Associations (GARPA). Этот альянс создал специальный международный комитет. Внутри GARPA действует продвинутая кооперация между участниками, в частности, есть возможность покупать порошки дешевле, чем на рынке. России, чтобы вступить в альянс, требуется создать промышленное производство в этой сфере.
Дальше всех продвинулся в разработке отечественных порошков и порошковых композиций ВИАМ. Некоторые их виды уже применяются в промышленности. К примеру, пермский «Авиадвигатель» заказывает институту порошок для восстановления гребешков бандажных полок лопаток.
Определенных успехов в направлении изготовления металлического порошка добился и Всероссийский институт легких сплавов (ВИЛС). Разработки ведут различные инжиниринговые центры по всей России (см. подробнее «кейсы» на стр. XXX – Прим. ред.). Проект производства порошка реализуется в рамках титанового кластера, в который входят Ростех, Уральское отделение РАН, УрФУ, а также целый ряд малых и средних промышленных и инновационных компаний.
Однако пока речь идет о разработках и об установках лабораторного масштаба, которыми не закрыть даже существующий, небольшой по сравнению с другими странами спрос (по оценке ВИАМ, это около 20 тонн порошков в год). А парк 3D-принтеров для производства металлических изделий в России стремительно растет. Создание в РФ собственных установок промышленного масштаба собьет цену и иностранным поставщикам порошков, убежден В. Федоров.
* без учета предприятий ЯОК; ТВЭЛ и АО «НИИ» ведут разработки параллельно
Ориентация на западных поставщиков лишает российских потребителей возможности искать новые пути применения аддитивных технологий. Ведь продавая аддитивную машину, производитель предлагает покупателю и определенный набор порошков, и подробную инструкцию для настройки параметров машины под каждый из материалов. При этом в большинстве случаев использовать другой порошок на этих машинах нельзя — их снимут с гарантии. Наличие же российской машины, которая будет работать с разными порошками, позволит инженерам экспериментировать.
Серию учебно-бытовых отечественных 3D-принтеров «Альфа», работающих на основе пластика-ABS, разработал и успешно продает «Воронежсельмаш». Парк машин высокого класса в России насчитывает десятки единиц, но все они импортные; опыта создания установки не лабораторного масштаба у нас в стране пока нет.
Разработки ведутся в целом ряде исследовательских центров. В Лазерном центре МГТУ им. Баумана работают над созданием установки для аддитивных технологий; работы в этом направлении ведутся и в университете «Станкин». Лазерный центр действует в Политехническом университете Петербурга — там исследователи изучают вопросы пористости формируемых деталей. Работает Инжиниринговый центр «Лазерные и аддитивные технологии» в Екатеринбурге на базе Уральского федерального университета. «Воронежсельмаш» намерен создать отечественный промышленный аддитивный аппарат по металлу. Свои разработки ведет и Росатом.
«Мы не используем западное оборудование, мы собираемся делать свое», — подчеркивает А. Дуб. В госкорпорации скоро будут присутствовать все компоненты «цифрового производства» — от разработки материалов, оборудования, технологий до производства изделий. В отрасли реализуется программа по аддитивным технологиям, она состоит из подразделов: технология, сырье, оборудование, стандартизация. Разработкой технологий производства металлических порошков для 3D-печати в Росатоме занимаются три института: «Гиредмет», ВНИИХТ, ВНИИНМ.
«Гиредмет» сфокусировался на титановых порошках размером 15‒40 микрон. ВНИИХТ занимается порошками из нержавеющих сталей, работает в партнерстве с институтом металлургии РАН. «Добились размера 20‒40 микрон, — делится первыми результатами Алексей Дуб. — Одновременно дорабатывается технология стандартизации. Мы понимаем, что производство такого рода порошков должно быть диверсифицированным, поэтому активно развиваем производство порошков несколько в большей дисперсности меньшего размера — менее 10‒15 микрон». По его словам, такие технологии позволяют получать сразу фракцию нужного размера в процентном соотношении примерно 80–85%. Соответственно, необходимость классификации таких порошков и выделения ненужных фракций отсутствует. Третья технология — института ВНИИНМ — была разработана для сложнолегированных сплавов.
Разработка порошков для аддитивных технологий может стать новым бизнес-направлением Росатома. Но речь не идет о масштабном производстве на базе атомных институтов. «Это не их задача, — убежден замглавы «Гиредмета» Николай Манцевич. — НИИ разрабатывают материалы и технологии, налаживают и сопровождают производство. Если говорить об их производственных возможностях, то это могут быть укрупненные лабораторные или опытные установки малотоннажного размера. Все эти предприятия исторически имеют опытные или пилотные участки для такого масштаба. А дальше технологии должны передаваться из лаборатории в производство». Более того, добавленная стоимость не в порошках, не в материалах, а в полученных изделиях. По мнению Н. Манцевича, в Росатоме производством порошков могут заняться отраслевые предприятия производственных дивизионов. Есть и другой путь — передавать технологии отраслевых НИИ в другие отрасли.
Еще одна задача Росатома — создать высокотехнологичные машины. Ее госкорпорация решает в кооперации с Минобрнауки. «К концу года, надеемся, у нас будет опытный образец 3D-принтера. За его изготовление взялся НПО “ЦНИИТМАШ”. Собственно, он и является держателем этого контракта по ФЦП. В соответствии с ним Росатом должен изготовить опытный образец 3D-принтера для изготовления металлических изделий», — отмечает замглавы «Гиредмета». «Это будет опытный образец, не рассчитанный на промышленное производство. Следующим шагом будет переход на машины, которые могли бы выпускаться в промышленном масштабе», — уточняет он.
«К началу 2018 года мы должны весь цикл по аддитивным технологиям внутри Росатома замкнуть. Нам нужен еще год, чтобы запустить свой собственный пилотный образец установки, и примерно столько же —для того, чтобы договориться со всеми сторонами, которые обеспечивают используемую нормативную составляющую», — добавляет А. Дуб.
Опыт Росатома наверняка пригодится и другим компаниям. «Многие технологии, которые разрабатываются в Росатоме, в том числе аддитивные, могут быть использованы в других отраслях промышленности», — рассуждает Н. Манцевич. «Технологии создаем прежде всего для себя, но будем продвигать их и на внешний рынок, так же, как сейчас Росатом продвигает свои технологии для изготовления изделий, например, в тепловой энергетике или медицине — тех областях, где требуются надежность и ответственность», — заявляет А. Дуб.
По мнению экспертов, к 2018 году реально освоить серийное промышленное производство деталей по технологии 3D-печати. Залог успеха — наличие национальной программы и координированные действия игроков. «Государство ведет себя в данном вопросе очень правильно: оно обозначило приоритет, оно финансирует консорциумы, которые возникают по профессиональным признакам, — считает А. Дуб. — В частности, Росатом выполняет проекты как своими силами, так и в объединении с университетами и организациями из других областей». «Я в Минобрнауки работаю достаточно активно, мы там взаимодействуем и со “Сколково”, и с РКК, и с ОАК», — добавляет он.
Чем больше разных разработок, тем лучше, считает Н. Манцевич. «Пусть все, кто способен заниматься этим, занимаются, тогда точно получится быстро продвинуть развитие отечественных аддитивных технологий, — говорит он. — Это отнюдь не распыление средств, это нормальная здоровая конкуренция. Это тот путь, который уже отработали в 30-е годы, когда конструировали и производили, например, самолеты. Тогда объявляли конкурс и выбирали нескольких изготовителей».
В мире сейчас шесть-семь зарубежных компаний, которые производят металлические 3D-принтеры в конкурентной борьбе. Догоняют их китайские производители. Пора и России вступить в игру, предложив на мировом рынке свои технологии и материалы. «Мы медленно запрягаем, но быстро едем», — сказал на конференции по аддитивным технологиям заместитель председателя коллегии ВПК РФ, академик РАН Юрий Михайлов. Так ли это — увидим в 2018 году.
Росатом имеет все шансы первым в России создать замкнутый цикл аддитивных технологий: от производства порошка до изготовления деталей на собственных 3D-машинах. А станет ли госкорпорация лидером рынка — покажет время. Ведь в развитии и продвижении этого направления в Росатоме задействовано сразу несколько компаний из разных дивизионов с разными интересами, и для успеха им явно потребуется очень четкая координация. А практика показывает, что с этим могут возникнуть сложности — возьмем, к примеру, ядерную медицину (подробнее о реализации проекта в этой сфере читайте в следующем номере «Атомного эксперта»).
Пермский моторный завод «Авиадвигатель» осваивался в новой среде постепенно. Впервые технологию селективного лазерного спекания (SLS) в компании применили в 2010 году для изготовления литых деталей по выжигаемым моделям. В 2011 году приобрели оборудование для ремонта деталей методом лазерной наплавки (LMD). В 2013 году началось освоение выращивания металлических деталей по технологии селективного лазерного плавления (SLM). Оборудование «Авиадвигатель» приобретал в рамках программы техперевооружения предприятий «Объединенной двигателестроительной компании», которое проводилось в преддверии начала проекта по созданию перспективного двигателя ПД-14 самолета МС-21. Также при помощи аддитивных технологий завод выполняет работы по доводке деталей для двигателей наземного применения — газовых турбин и электростанций.
«Сейчас конструкторы разрабатывают детали, геометрию которых традиционными методами — точением или литьем — выполнить крайне сложно или вообще технически невозможно, — рассказывает Александр Ермолаев, — а на «выращивание» одной детали, к примеру, завихрителя, кронштейна, гребенки, уходит от 6 до 40 часов».
Завод использует титановые, никелевые, стальные, кобальт-хромовые порошки: для лазерного плавления требуется диаметр 10‒63 мкм, для наплавки — 40‒80 мкм, — в год примерно по 200 кг каждого наименования.
С 2011 года «Авиадвигатель» сотрудничает с ВИАМом и закупает у него порошки, полученные методом газовой автоматизации отечественных жаропрочных сплавов на основе никеля. А. Ермолаев хорошо отзывается об этой продукции: «Порошки отличаются высоким качеством и соответствуют заявленным требованиям: сферическая форма частиц, гранулометрический состав от 10 до 80 мкм, минимальное содержание газовых примесей». Также институт поставляет пермскому предприятию несколько марок порошков жаростойких и жаропрочных сплавов на основе никеля для лазерной наплавки. А вот порошки из титановых сплавов «Авиадвигатель» закупает у иностранных производителей.
По качеству отечественные порошки не уступают иностранным, а в ряде случаев даже превосходят их, заявляет А. Ермолаев. Проблема в другом. По его словам, отечественные фирмы, в отличие от зарубежных, неохотно берутся за малые — менее 10‒50 кг — партии порошков, а если берутся, то поднимают цену на продукцию. «Крупные компании в Германии, Великобритании, США готовы продавать от 1 кг и выше, в том числе безвозмездно для оценки качества на предмет возможности применения. При положительных результатах оценки качества потребитель приобретает крупную партию порошка», — рассказывает А. Ермолаев. «Отечественным компаниям необходимо пересмотреть подход к реализации своей продукции», — убежден он.
Путь ВИАМа к производству порошков начался не вчера. В рамках вклада института в создание малотоннажных производств материалов, необходимых для обеспечения выпуска определенных изделий, нужно было организовать производство припоев. А припои для высокотемпературной вакуумной пайки в основном производятся в виде порошков, рассказывал глава института Евгений Каблов в конце 2014 года в интервью журналу «Эксперт». Требования к этим порошкам очень напоминают требования, предъявляемые к металлопорошковым композициям, используемым при аддитивных технологиях, в том числе по сочетанию фракций разного размера. И под свою технологию получения разных порошков ВИАМ спроектировал и изготовил в Англии, на фирме PSI, соответствующую установку — атомайзер. Эта установка позволяет получать нужные институту порошки в очень узком интервале.
Но впоследствии атомайзеры признали машинами двойного назначения, что сделало сотрудничество с британской фирмой проблематичным. Поэтому институт начал прорабатывать возможность самостоятельного проектирования и изготовления установки. Она состоит из двух основных частей: плавильной и распылительной. По плавильной части вопросов у разработчиков не возникает. Трудности вызвала форсунка распылительного устройства: чтобы ее создать, нужно разработать как высокотемпературный материал, так и саму технологию изготовления.
Кроме того, ВИАМ участвует в разработке оборудования для аддитивных технологий и программного обеспечения, которую ведет Санкт-Петербургский политехнический университет.
Научный центр порошкового материаловедения (НЦПМ) при Пермском научно-исследовательском политехническом университете (ПНИПУ) работает на немецкой лабораторной установке ALD VIGA-2B, которая создает металлические порошки и сплавы газодинамическим распылением. АМ-машину купили в 2011 году, а запустили в апреле 2014 года. Она предназначена для исследований и получения небольших экспериментальных партий. Установка позволяет распылять все нетугоплавкие металлы и сплавы с температурой плавления до 1,7 тыс. °C.
Голова установки — индукционная вакуумная печь (объем тигля два литра), расплав в которой происходит в вакууме или контролируемой среде — инертном газе. Расплавленный металл через донное отверстие в тигле подается в цилиндрическую камеру, наполненную инертным газом. Там струя расплава разбивается газом высокого давления (например, аргоном) на мелкие частицы, которые затвердевают и «превращаются» в мелкий порошок. Инженер-исследователь центра Виталий Митин рассказывает, что порошки на немецкой установке получаются сферические, но неоднородные — крупностью от 0,5 до 100 микрон. А для аддитивных технологий нужна фракция 10‒50 микрон. По его словам, такой фракции не добиться на установках центробежного распыления, которые используют, например, «Композит», ВИЛС, КБХ (Воронеж). Все эти установки ориентированы в основном на титановые и жаропрочные высоколегированные материалы. При этом они достаточно производительны, но нижний предел крупности получаемого порошка — 60 микрон. «Меньший предел для таких установок экономически невыгоден», — объясняет В. Митин.
Продукцией пермского НЦПМ, по его словам, заинтересовался ПО «Старт», которому потребовались для исследований высокодисперсные порошки. Сейчас стороны обсуждают технические требования. Этот процесс займет какое-то время. Чтобы разработать регламент для каждого вида порошка, нужно определить параметры, при которых из металла или сплава можно получить необходимый порошок. Причем на один вид порошка обычно уходит несколько месяцев (с учетом сертификации — до года). При этом установок газодинамического распыления лабораторного масштаба в России работает только две, а чтобы удовлетворить возрастающую потребность в порошках, этих ресурсов недостаточно, отмечает В. Митин.
По части лазерных принтеров одним из первопроходцев можно назвать Томский политехнический университет. На базе ТПУ недавно открылся научно-образовательный центр «Современные производственные технологии», который укомплектован принтером электронно-лучевого сплавления (электронно-лучевым), лазерным принтером, принтерами, печатающими армированными композитами, а также ультразвуковым томографом, осуществляющим здесь же, «у станка», неразрушающий контроль готовых изделий. Принтеры разработаны в ИФВТ при Томском политехе, а томограф — в санкт-петербургском ФТИ им. А.Ф. Йоффе.
Специалисты центра изготавливают АМ-установки и разрабатывают программное обеспечение к ним. Томские специалисты намерены продвинуться дальше «лаборатории», у них есть все шансы опередить других российских производителей, которым пока далеко до промышленной эксплуатации.
По мнению В. Федорова, кризис — хорошая возможность занять свою нишу на рынке аддитивных технологий. «С помощью наших уникальных технологий мы можем создавать импортозамещающую продукцию, которая в разы дешевле импортных аналогов, при этом по качеству не хуже», — говорит он.
В центре аддитивных технологий ТПУ настроен весь производственный цикл — от идеи до реализации готового изделия. Можно произвести и протестировать детали для обшивки космических кораблей, импланты для черепно-лицевой хирургии, изделия сложной формы для авиационной промышленности и многое другое, а также создать новые цифровые установки, например, для печати инструментов на МКС.
Центр создан в рамках реализации масштабной программы «Материалы для экстремальных условий». «В данный момент мы проводим совместные научные работы с Институтом физики прочности и материаловедения СО РАН, постоянно модернизируем свои установки и их программное обеспечение. Несмотря на плотный график, мы всегда открыты и ищем новых партнеров, с которыми можно было бы объединиться, создать консорциум. Надежным партнером вполне может стать Росатом», — считает он.
Томские специалисты плотно сотрудничают с корпорацией «Энергия» им. С.П. Королева. По словам директора научного центра, площадка будет в равной степени открыта как политехникам, так и представителям других научных учреждений страны и зарубежья. Ученые смогут проводить здесь испытания своих разработок, а студенты и магистранты — получать практический опыт работы с аддитивными технологиями. «Новое производство требует новых, высококвалифицированных кадров, — отмечает В. Федоров. — В дальнейшем, совместно с MIT и Сколтехом, мы планируем организовать дополнительную магистерскую программу подготовки специалистов, разработаем курсы повышения квалификации для работников производств».
Пример конструктивной кооперации — сотрудничество топливной компании «ТВЭЛ» с региональным инжиниринговым центром, созданным при УрФУ. Этот тандем недавно подробно рассмотрела программа «Горизонты атома». Центр оснащен немецкими установками селективного лазерного сплавления металлических (EOSINT M280) и пластиковых (EOS P396) порошков. По заказу центра компания «Распылительные системы и технологии» проектирует установку для получения порошков. Опытная установка уже функционирует, на ней проводится испытание форсунки со сверхзвуковым истечением. «В несколько отверстий вставляются сопла Лаваля, через которые газ истекает со сверхзвуковой скоростью, это позволяет получать очень мелкие порошки; мы уже на алюминиевых сплавах получили положительный результат, меньше 50 микрон порошки получаются в количестве 70‒80%», — рассказывает Шейхали Шейхалиев, гендиректор ООО «Распылительные системы и технологии». Опытная установка позволяет распылить всего 5‒10 кг сплава, а промышленная, которая пока существует в виде компьютерной модели, сможет в считанные минуты превратить в порошок 60 кг и более.
Для УЭХК и его предприятий порошковая металлургия не новость. Например, на заводе электрохимических преобразователей порошки применялись при производстве фильтров для газовой диффузии урана при разделении изотопов, также для припоев и поверхностного напыления.
Кроме того, ТВЭЛ совместно с УрФУ работают над созданием российского 3D-принтера. «Российский 3D-принтер будет не хуже, а местами и даже лучше западных аналогов, — говорит Олег Елистратов, заместитель генерального директора УЭХК по развитию неядерного бизнеса. — Система на 90% будет состоять из отечественных комплектующих, к концу этого года появится испытательный стенд для отладки основных функций механизма, а также для проработки алгоритма выращивания изделий». На предприятиях ТВЭЛ уже решают, какие детали можно делать прогрессивным способом, а какие лучше по старинке — литьем и ковкой.
Представители КБ «Луч» на выставке в рамках первой конференции по аддитивным технологиям представили беспилотный летательный аппарат — об этом подробно писали СМИ. Беспилотник спроектировали на компьютере, причем оптимальную конструкцию предложила специальная программа. Затем все узлы и детали летательного аппарата были напечатаны при помощи 3D-принтера — эта работа заняла 30 часов. Сотрудникам КБ осталось только собрать аппарат. На всю работу, от замысла до изготовления беспилотника, ушло всего два месяца, в то время как традиционно это занимает несколько лет. Естественно, длительность производственного цикла сказывается на стоимости устройства. По словам гендиректора предприятия Михаила Шебакпольского, которые цитировала «Российская газета», такие беспилотники можно изготавливать даже в полевых условиях. А если в ходе использования аппарата возникнет необходимость добавить функциональных возможностей, его можно доработать прямо на месте. Если же аппарат получит повреждения, то их можно будет устранить, напечатав пострадавшую деталь.
Текст: Светлана Романова, Екатерина Трипотень
