Изобретатели металлопечатания

Специальный доклад / АДДИТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Как в Свердловской области пытаются создать замкнутый цикл аддитивного производства

Уральские ученые представили первый отечественный 3D-принтер для печати металлами», «В УрФУ научились выращивать титановые кости», «На Урале разворачивается производство мелкодисперсных порошков для 3D-печати». Последний год подобные заголовки с завидной регулярностью появляются в региональных и федеральных изданиях. Хочется воскликнуть: «Встречайте, промышленная революция!». Но ее костер гасят сами разработчики: их машины только учатся ходить.

Наш на три четверти

Уральский федеральный университет (Екатеринбург) взял курс на аддитивные технологии (АТ) четыре года назад. Разрозненные исследования велись и до этого, но именно в 2013-м они были консолидированы под «крышей» Регионального инжинирингового центра (РИЦ; учредителями проекта являются УрФУ, правительство Свердловской области, ОКБ «Новатор» и Машзавод им. Калинина).

Приоритеты ученые и инженеры РИЦ расставили довольно быстро. Аппараты для прототипирования уже в начале 2014 года выглядели приветом из прошлого века. Принтеры, производящие изделия из пластика и керамики, плохо соответствовали интересам учредителей, да и страны в целом. Машиностроителям прежде всего требовались детали из металла.

«В качестве базовой технологии мы выбрали селективное лазерное спекание (на платформу равномерно наносится порошок, лазер «отверждает» слой изделия согласно 3D-модели, затем платформа опускается на 10 микрон, и процедура повторяется. — “Эксперт”), — рассказывает начальник отдела аддитивных технологий Алексей Меркушев. — От других подходов ее отличает высокая точность (плюс-минус 0,1 миллиметра на 100 миллиметров линейной длины), возможность использования практически любых материалов и высокое качество поверхности конечных изделий. Никаким другим способом подобного результата получить не удастся».

Разработка опытного образца велась больше двух лет. Впервые продукт, спекающий порошки меди, алюминия, железа и титана, был представлен на выставке «Иннопром-2016». Руководитель отдела развития РИЦ Петр Москвин тогда заявлял, что инженерам центра удалось достичь скорости плавления два метра в секунду, именно с такой скоростью «летает» луч лазера, а максимальной температуры — 3000 градусов. Принтер на 75% состоял из отечественных комплектующих (импортными были только пневматика и оптика) и управлялся софтом, написанным в университете.

Спустя полтора месяца было объявлено, что на Уральском электрохимическом комбинате (УЭХК, Новоуральск, входит в «Росатом») будет налажен лицензионный выпуск мелкодисперсных порошков на основе меди, алюминия, титана и никеля мощностью 50 тонн в год. Технология производства и состав материалов — ноу-хау УрФУ. В пресс-службе УЭХК заявляли, что их продукция будет в два-три раза дешевле зарубежных аналогов.

Мыслями в 1960-х

С тех пор прошел почти год. В скромном кабинете передо мной сидят Петр Москвин, Алексей Меркушев и директор РИЦ Алексей Фефелов.

«Если оперировать образами, то наши машины все еще учатся ходить, — неторопливо говорит последний. — Мы плавим отечественные и импорт