Русский аддитивный прорыв

Наука и технологии / АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Создатель уникальной аддитивной технологии российский ученый Глеб Туричин рассказал «Эксперту» об установке, способной за считанные часы выращивать огромные металлические изделия, о перспективах развития отрасли в России и о ее выходе на мировые рынки в качестве технологического лидера
Фото предоставлено пресс-службой СПбГМТУ

Дома, выращенные роботами из песка и цемента, 3D-принтеры, печатающие предметы из пластмассы и металла любой формы, словно они нарисованные, и даже самолеты из порошка… Аддитивные технологии стремительно распространяются, завлекая умы и обещая трансформировать уклад цивилизации. А в России, как водится, посыпают голову пеплом: «Шеф, все пропало!», «Мы безнадежно отстали!» Однако в действительности аддитивные технологии в машиностроении в нашей стране развиваются едва ли не опережающими темпами по сравнению с лидерами глобального рынка, ведущими свои разработки уже десятки лет.

Начав четыре года назад, Институт лазерных и сварочных технологий Санкт-Петербургского политехнического госуниверситета (СПбГТУ) создал самую производительную в мире установку по выращиванию изделий большого размера. Заказанное заводом ОДК кольцо диаметром почти два метра, выращенное всего за 15 часов с машиностроительной точностью, вызвало настоящий переполох в западном научно-техническом сообществе, считающем эту прогрессивную сферу исключительно своей монополией. О том, как на самом деле обстоят дела в российской «аддитивке» и каковы ее перспективы на стремительно растущем мировом рынке, «Эксперт» побеседовал с возмутителем спокойствия, главой Института лазерных и сварочных технологий СПбГТУ, недавно возглавившим еще и основной кораблестроительный вуз страны — СПбГМТУ, профессором Глебом Туричиным.

Экзоскелеты, луноходы, электроника, новые материалы — отечественная инженерная мысль продолжает генерировать передовые технологические новации
Евгений Белкин

— Я думал начать погружение в тему аддитивных технологий с какого-нибудь замминистра, но потом выяснил, что многое так или иначе крутится вокруг вас…

— Чтобы люди сказали что-то внятное, они должны понимать, о чем говорят. В Минпромторге зама по аддитивке нет, но есть люди, которые что-то в этом понимают. Во-первых, Глеб Никитин, первый заместитель министра Дениса Мантурова. Он в теме уже давно, по крайней мере, выращенная нами рюмка была подарена ему еще два года назад. И Александр Потапов, который занимался оборонкой, а сейчас отправился руководить Уралвагонзаводом. Еще в министерстве имеет смысл говорить с директором департамента инвестиционного станкостроения Михаилом Ивановым. Он погружен в эту сферу.

Если говорить про аддитивные технологии вообще, то все неплохо. Под Москвой в городе Шатуре находится Институт проблем лазерных и информационных технологий РАН. Это единственный лазерный институт в академии.

— А «Радуга»? Еще он назывался «Владимир-30»?

— «Радуга» — военный институт. Он работает по вражеским спутникам, по которым не попасть. Так вот, в этом институте в Шатуре ребята уже в девяностые годы занимались лазерной стереолитографией. Это совершенно аддитивная технология. Причем они достигли такого уровня, что для хирургов перед операцией делали реальные модели черепов, чтобы нейрохирург именно на том черепе, который потом придется оперировать, отрабатывал манипуляции.

Установка — мировой рекордсмен

Прямое лазерное выращивание — технология создания изделий сложной формы из металлических порошков по заданной 3D-модели. В одной детали возможно использовать разные материалы и получать изделия с градиентными свойствами, при этом габариты деталей практически не ограничены. Производительность процесса в десять раз выше производительности технологий послойного синтеза. Механические свойства получаемых изделий — на уровне горячего проката, отсутствуют поры, трещины и несплавления.

В процессе прямого лазерного выращивания изделие формируется из металлического порошка, подаваемого сжатой газопорошковой струей непосредственно в зону лазерного воздействия, обеспечивающего нагрев и частичное плавление порошка и подогрев подложки. Контролируемое оплавление частиц порошка обеспечивает формирование мелкозернистой структуры металла.

Возможность подачи смеси порошков и контролируемого изменения состава подаваемых порошков в ходе процесса выращивания обеспечивает высокоскоростное формирование изделий с градиентными свойствами. При этом в рамках одного технологического процесса становится возможным формирование изделия, характеристики различных участков которого отличаются и определяются локальными условиями эксплуатации.

Роботизированная установка, реализующая технологию высокопроизводительного прямого лазерного выращивания, размер рабочей зоны — 2000 × 2000 × 800 мм. Производство крупногабаритных изделий с градиентными свойствами, из различных порошковых материалов (Ni, Ti, Fe, Cu, Co).

Манипулятор — промышленный робот (количество координат — не менее пяти), контролируемая рабочая атмосфера.