Первый отечественный промышленный 3D-принтер для металлических изделий представлен Госкорпорацией «Росатом» на промышленной выставке «Иннопром-2016», проходящей в Екатеринбурге. Устройство и программное обеспечение для него являются полностью отечественной разработкой.

Головной образец 3D-принтера с размерами рабочей камеры 550×550 создан специалистами Государственного научного центра РФ АО «ЦНИИТМАШ», (входит в Машиностроительный дивизион Росатома — АО «Атомэнергомаш») совместно с Научным дивизионом Росатома (АО «Наука и Инновации»).

Все программное обеспечение для отечественного принтера также было разработано специалистами ЦНИИТМАШ. Цифровая 3D-модель создается в системе автоматизированного проектирования, а затем проходит преобразования до получения рабочего файла. Собственное ПО позволяет полностью решить вопросы, связанные с информационной безопасностью.

Устройство оснащено лазером мощностью 1000 Вт и трехосевой сканирующей оптической системой. Прогнозная скорость печати — от 15 до 70 кубических см/час, что соответствует характеристикам импортных аналогов.

«Работа над этим проектом позволяет максимально задействовать соответствующий научно-технический потенциал Росатома и создает прочную основу для дальнейшего развития всего машиностроительного сектора. В перспективе развитие направления 3D-печати металлических изделий должно существенно снизить издержки, время производства и в целом повысит конкурентоспособность российских компаний на мировом рынке», — прокомментировал генеральный директор АО «Атомэнергомаш» Андрей Никипелов.

«Печать в 3D-принтере различных объектов с помощью послойного наращивания — это так называемая аддитивная технология, которую мы развиваем в Росатоме на промышленном уровне. Подобные технологии делают производство сложнопрофильных и ответственных деталей дешевле, повышают качественные характеристики продукции и конкурентные возможности предприятия в целом», — отметил первый заместитель генерального директора АО «Наука и инновации» Алексей Дуб.

В принтере используется метод послойного селективного лазерного плавления (SLM), в качестве исходного сырья могут использоваться металлические порошки на основе железа, титана, алюминия, никеля, кобальта и т. д. «Для получения равномерных слоев порошки должны отвечать определенным требованиям по сферичности и сыпучести. Тогда частицы компактно укладываются в заданный объем и обеспечивают необходимую текучесть. Чем меньше частицы, тем меньший шаг построения может быть задан и тем рельефнее будут проработаны мелкие элементы. Благо подходящие порошки уже выпускаются в России, поэтому зависимости от расходных материалов у нас не будет», — рассказал заместитель директора Института технологии поверхности и наноматериалов ЦНИИТМАШ по планово-производственной работе Евгений Третьяков.

В настоящее время принтер работает в полуавтоматическом режиме, идет тестирование разных систем, ведется подбор оптимальных параметров функционирования всех исполнительных узлов устройства. До конца года должны быть завершены все текущие НИОКРы, после чего будут получены характеристики напечатанных на принтере изделий из различных материалов, подтвержденные результатами исследований. Производством порошков сложного состава, разработкой программы исследований и созданием нормативного обеспечения заняты институты Гиредмет и ВНИИХТ. Далее начнется период серийного производства. Имея пилотный образец установки на руках, специалисты Росатома получат возможность более активно работать с потенциальными заказчиками в рамках дальнейшего развития технологий. При этом стоить принтер будет значительно дешевле зарубежных машин: если цена аналогичного импортного устройства в базовой комплектации составляет около 100 млн рублей, то отечественная машина обойдется вдвое дешевле.

С началом серийного выпуска 3D-принтеров на металлических порошках отечественная промышленность сможет перейти на новый этап — цифровое производство, охватывающее весь цикл, от проектирования до получения готового изделия. Трехмерная печать металлоизделий существенно сокращает производственные отходы, повышает надежность производства. Метод выгоднее традиционного производства еще и потому, что времени на НИОКР, изготовление прототипов и самих изделий тратится на порядок меньше, а продукция по качеству и прочности не уступает, а в некоторых случаях превосходит аналоги, например литые изделия такой же сложной формы.

В настоящее время крупные зарубежные и российские компании активно внедряют аддитивные технологии в производственные процессы. Так, Boeing с помощью 3D-печати ежегодно изготавливает более 22 тыс. деталей 300 наименований для военных и гражданских летательных аппаратов. В целом, по экспертным оценкам объем мирового рынка аддитивных технологий и всего, что с ними связано (сервиса, комплектующих), уже в ближайшие годы превысит 12 млрд долларов.