Аддитивные технологии, как наиболее перспективное направление быстрого развития науки и технологий (стр. 5 )

Здесь показана температура поджига этой системы. Эта эсурэсная,  [00:57:57] поддерживается… Вы видите, что температура прожига может быть ниже 700, почти 100 градусов, до температуры менее 200. Фактически спичкой можно поджечь. С точки зрения воздействия излучения это тоже очень выгодный процесс.

На входе, до того как подожгли, эта система по химическому составу ничем не отличается от той, которая написана. Никакие реакции активации не прошли.

Очень завлекательная система 3-титан-алюминий, здесь тоже температуру поджига можно снизить до менее чем 300 градусов. И естественно, всё это можно использовать для получения готовых порошков.

Можно пойти и другим путем, используя избыточность… Формы здесь неуклюжие, можно не беспокоиться. Есть способы кондиционирования, плазменная обработка или механическая обработка. Из титановой губки можно получать сферы сразу.

Просто при нагреве с определенной скоростью таких смесей, предварительно подготовленных, возникает тепловой взрыв, при 300 секундах возникает, и в результате теплового взрыва… Вот титан-алюминий, он себя ведет таким же образом. Показано при излучении, что с ним происходит. В конце концов, это можно делать в очень простом реакторе, тепловой взрыв. В зависимости от времени предварительной активации мы видим, что при 7 минутах механическая активация получается абсолютно монофазной, Ti 3 Al, это одна из наиболее желательных сегодня, причем beta Ti 3 Al, которую можно получать количественно, одно из самых интересных соединений и перспективное для авиакосмической промышленности.

[01:00:17]

Можно совсем немножко добавить к железу, например, оксид железа и цирконий, они прореагируют, дадут ZrO2 и (нрзб.) [01:00:28] выделится на границах зерен железа. Это приведет к модифицированию.

Мы вообще сегодня в аддитивных технологиях пытаемся воспроизвести все свойства (нрзб.) [01:00:38] материала, по возможности не отходя, но более быстрым темпом. Но при этом удовлетворении мы захотим модифицировать то, что строим, слой за слоем добавлять какие-то компоненты и так далее. В этом случае нам нужна не только гибкая машина с открытым кодом, но очень гибкое порошковое производство, которое бы позволяло реагировать мгновенно на запросы и неудачи, которые возникают в этой машине.

С порошками много сложностей. Сыпучесть уже упоминалась Ольгой Геннадьевной. Обращение с порошками – это более общая вещь, и она связана с тем, отвечая на ваш вопрос, почему нельзя мелкие порошки? Потому что терраформят. Это главное препятствие.

Конечно, можно хранить какое-то время (нрзб.) [01:01:35] но нужно перенести из одного реактора в другой, и так далее.

Нам удалось найти способ, при котором нанопорошки от меди, никеля, сильвервисмута, насколько красивые порошки монодисперсные, получать наноразмером или субмикроразамерные варианты, совершенно избегая терраформости. Они заизолированы таким образом, что позволяют с ними обращаться на воздухе. И на этом фоне сделали чернила из наносеребра. И в (нрзб.) [01:02:23] технологии (нрзб.) [01:02:25] опробованная, вы видите, как выглядит слой серебра в этом сообщении после того, как из него вся органика удалена.

Я точно знаю, прочитал сейчас, что РНФ поддержал проект Института общей физики в Москве, в котором 3D-технология заменена по существу этим процессом, где печатание струйной печатью сопровождается последующим движением лазера, который всё проплавляет и делает компактным, слой за слоем. Говорят, в пять раз быстрее может получить, чем сейчас. Спасибо за внимание.

Евгений Кабалов: Хотел бы отметить, что тема спекания различными способами керамических порошковых материалов – это очень актуальная тема. Но важно получить в материале свойства термоциклирования, которые позволят этот материал, эту деталь использовать в конструкции.

Мы же хотим непосредственно перейти к производству тех деталей, которые традиционными методами невозможно сделать. Почему "Авиадвигатель" к нам обратился? Потому что у этих завихрителей очень сложная геометрия, а нужен сплав с высоким сопротивлением окисляемости. У нас сплав высокохромистый, но он очень плохо литьем перерабатывается. И только благодаря аддитивным технологиям, мы смогли сделать отличный материал, деталь по другой технологии.

Фактически аддитивные технологии – это технологии, которые должны позволить из таких материалов, которые традиционными методами не обрабатываются, изготовить ту деталь, которую нужно. Понятно, я бы тоже хотел, чтобы мы понимали, что мы все побежим в аддитивные технологии и больше ничего не делаем. Это неправильно. Мы должны применять там, где это должно быть. И важно определить с конструкторами, с материаловедами, технологами, какие детали мы должны делать по аддитивным технологиям.

Понятно, для газотурбинного двигателестроения, где очень сложные каналы, точные требования по размеру, по стабильности этих геометрических параметров, что традиционными методами очень сложно, с большими трудозатратами. Есть блоки по управлению, нужно идеально делать отверстия нужного диаметра на нужную длину, чтобы соответствующее изделие выходило оттуда, откуда должно выходить. Но бывает, что это очень долго делается, месяцами. Этот процесс позволяет всё очень быстро сделать. Это же принципиально другая технология. Мы должны понимать, что аддитивные технологии – это дверь в другой мир, в другую промышленность, другую экономику. Мы не должны проспать, как мы проспали генетику, кибернетику и всё остальное. Если мы здесь не будем этим заниматься, не создадим у себя соответствующие условия – никто нам не продаст.

[01:05:56]

Вот пытаются купить порошки, но им продают те порошки, которые имеют определенное ограничение по температуре применения. Делается отличная деталь, но когда её поставишь на нужную температуру, начинают… Говорят – возьмите другой порошок, допустим, Энканель-718 [01:06:14] Его взяли, но он не может обеспечить нужную жаростойкость. Никогда нам то, что нам нужно, не продадут. Нас почему-то не любят. Кажется, что мы всем много плохого сделали. Но мы никому плохого не делали. Но вы понимаете, что создавать условия для появления конкурента никто не будет. Они лучше возьмут у нас эти знания. И вместе с тем, понимая, что у нас есть потенциал, они всё делают для того, чтобы мы не имели возможности даже приобщиться. Это даже смешно, что ввели ограничения на поставку оборудования, которое не имеет никакого отношения к обороне или другим целям. Потому что они понимают, что мы, используя это оборудование, можем создать то, что они пока не могут создать.

И в этой ситуации, в этой технологии нам нужно самим всё создавать. Нужно это сделать. Только каждый должен понимать и отвечать за это. Если берется – давай.

Я бы хотел, чтобы мы говорили о том, что вот сибирское отделение или сибирские институты готовы отвечать за эту проблему, они комплексно её берут и решают. Чтобы мы могли эти предложения формулировать. Если вы готовы взять машину делать, понятно, машины разные бывают. Китайцы просто сделали: взяли нашу установку, которую НИАТ спроектировал, ВИАМ отрабатывал технологии для электронно-лучевой сварки. Её переделали, поставили пятикоординатную головку, другую электронную пушку, и спокойно теперь, используя это оборудование, делают кронштейны по 100 кг и больше, традиционным методом их раньше делали месяцами, сейчас за две недели делают. Была технология изготовления кронштейна.

Нам нужно просто посмотреть и сказать, что эти вопросы мы берем и решаем. Мы вписываем в дорожную карту и будем выходить, просить, чтобы под эти проекты были выделены ресурсы.

Я бы хотел предоставить слово Анатолию Митрофановичу Оришичу, заместителю директора Института теоретической и прикладной механики им. Христиановича.

Анатолий Оришич: Я расскажу от имени моих соавторов некоторые наши подходы по теме, которую мы сегодня обсуждаем. (нрзб.) [01:08:58] Наиболее прорывным, важным, которая определила лицо этой технологии, является достижение (нрзб.) [01:09:12] техники, которая позволяет построить трехмерные картины и очень сложные программы управления комплексами.

Но аддитивные технологии, как нам кажется, появились не на пустом месте. Они опираются на мощный научный потенциал, который был наработан за все предыдущие годы. Конечно, я не смогу рассказать о тех достижениях, которых очень много. Даже наш институт, здесь показаны направления, по которым велись работы в нашем институте. Остановлюсь только на одном конкретном достижении, в конкретной области, в которой мы активно работали, связанной с созданием наплавок, как мы их раньше называли, с минимальным абразивным износом.

[01:10:06]

Проблемы, которые возникают в области аддитивных технологий, о них много здесь говорили, останавливаться не буду, просто обращу внимание, что возникает проблема поверхности любого наплавленного материала. Возникает проблема структуры. Вы видите здесь капли, которые на очень тонкой идеальной перегородке появляются. С ними тоже надо решать. Там проблемы поверхностного натяжения и прочее.

Всё-таки сегодня я буду останавливаться на той задаче, которую мы решали, а именно использование методов управления структура, даже микроструктуры наплавленного материала, для получения нужных нам механических свойств.

Первый пример, первый слой наплавленного материала, это использовался порошок размером около 70 микрон на основе никеля.

Сразу понятно, что здесь возникает крупная дендридная структура, которая обладает недостаточными механическими свойствами для решения тех задач, которые нам предстояли, и которые я в конце покажу.

Поэтому мы исследовали возможность наплавки такой же никелевой основы, но добавив туда керамические частицы карбида вольфрама. Круглые керамические частицы. Другой пример этих же частиц в разных стадиях их наплавки. Как показал опыт, для получения поверхности с минимальным абразивным износом, это направление является очень перспективным, интересным, и конечно, его надо учитывать, когда мы будем решать конкретные задачи по созданию конкретного оборудования методами аддитивных технологий.

Евгений Кабалов: Вы проводили исследования, оценивали воздействие лазера на поверхность?

Анатолий Оришич: На нанесение покрытия.

Евгений Кабалов: Вы очень важный вопрос затронули, что нам еще много вместе или отдельно надо исследовать структуры материала, который получился. Чтобы понятно. Я не знаю, как все понимают, у меня мысль потерялась. Вот мы с вами берем сплав, допустим, 648-ой. 40 микрон диаметр порошка. Пятно лазера составляет 200 микрон. Получается, в пятне находится 4 порошинки. Мы должны за один проход его расплавить и получить однородную металлическую структуру (она быстро кристаллизуется) с абсолютно другой структурой, никакие не дендриды, там высокие скорости кристаллизации.