11 ноября ООО «НПО «Центротех» (предприятие «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом») выпустило пресс-релиз о запуске в промышленную эксплуатацию установки «Капля» — оборудования для производства металлических порошков для 3D-печати. Чтобы выяснить подробности, а также узнать, какие порошки позволяет производить установка, мы поговорили с научным руководителем по направлению Аддитивные технологии ООО «РусАТ» Евгением Жуковым и руководителем проекта ООО «НПО «Центротех» Федором Плаксиным.
3DPulse.ru: Какую роль сыграл ООО «РусАТ» в разработке и запуске установки по производству металлических порошков «Капля»?
Евгений Жуков: Проект по созданию установки «Капля» входит в стратегическую программу отраслевого интегратора «Русатом — Аддитивные технологии». Мы выступаем в роли куратора проекта, а также основного бизнес-заказчика металлических порошков, производимых на установке.
Это не единственный проект, который мы курируем. Будучи единым отраслевым интегратором Госкорпорации «Росатом» по направлению «Аддитивные технологии», в феврале 2020 года был дан старт широкомасштабной программе по внедрению аддитивных технологий на предприятиях атомной отрасли. Первым шагом реализации этой программы стало формирование пула пилотных проектов применения аддитивных технологий. Перед каждым предприятием отрасли была поставлена задача — определить нишу для применения аддитивных технологий, внедрить их в существующий технологический процесс и сформировать пилотный проект. «Русатом — Аддитивные технологии» разработал методику определения таких ниш и совместно с предприятиями отрасли с февраля по август 2020 года формировал дорожную карту внедрения аддитивных технологий, в которую вошли как пилотные проекты, так и мероприятия по разработке технологий и обучению сотрудников.
Сейчас на предприятиях отрасли в рамках утвержденной в Госкорпорации «Росатом» дорожной карты от 7 августа 2020 года в работе находятся 10 пилотных проектов. Еще более 10 намечено к включению в дорожную карту. Их дальнейшая реализация запланирована до 2025 года.
3DPulse.ru: Расскажите о вашей установке для газового распыления: кто является ее разработчиком, из каких элементов она состоит, как долго создавалась? Какова в ней доля российских компонентов? Были ли какие-либо сложности при разработке?
Федор Плаксин: Конструкторская документация на установку по производству металлических порошков для 3D-печати была приобретена в Уральском Федеральном университете и затем доработана нашими конструкторами. Название установки «Капля» выбрано не случайно. Нам пришла идея связать его с рабочим процессом — металл во время плавления переводится в жидкое состояние и распыляется каплями.
Кликните для увеличения
Конструкция установки состоит из индукционной печи для плавления металла, тигля для приема расплавленного металла, форсунки, камеры распыления, сборника порошка и вспомогательных систем, которые отвечают за охлаждение, электроснабжение, подачу газа, безопасность.
Строительно-монтажные работы с привлечением строительных организаций велись более 1,5 лет. Затем еще год велась опытно-промышленная эксплуатация установки, во время которой проводилась отработка технологии получения порошков из нержавеющей стали.
Кликните для увеличения
Наша «Капля» состоит полностью из российских компонентов. Ее запуск — это заслуга слаженного труда команды, которая проделала большую работу: начиная от доработки КД до запуска установки и получения порошка. Как и во всех новых проектах, создание установки потребовало от участников максимум знаний, опыта и сил, при этом задача была выполнена эффективно и в срок.
3DPulse.ru: Какие металлы и сплавы могут обрабатываться на «Капле»? Расскажите о характеристиках получаемых порошков, какова их степень сферичности, с каким шагом можно выделять фракции?
Федор Плаксин: Оборудование сможет распылять и производить широкий спектр металлических порошков. Это могут быть алюминиевые сплавы, нержавеющие и высоколегированные стали, т.е. материалы для металлических 3D-принтеров и для порошковой металлургии в целом. Форма получаемых частиц порошка — сферическая (таких частиц более 95%), содержание кислорода — не более 0,1%, размер гранул варьируется от 5 до 400 мкм (далее мы «вырезаем» нужную заказчику фракцию заданного диапазона).
3DPulse.ru: Установка обеспечит только внутренние потребности корпорации или продукция будет поступать в коммерческую продажу? Есть ли планы по специализации на каком-либо типе порошков?
Евгений Жуков: Помимо удовлетворения внутренних потребностей Госкорпорации «Росатом» наша основная цель — выход на рынок порошков. В России он очень емкий, и мы надеемся занять свою нишу.
Федор Плаксин: По специализации пока сказать сложно. В настоящий момент идет отработка по стальным порошкам.
3DPulse.ru: Производительность установки составляет 20 тонн в год. Какую минимальную партию она может произвести? Есть ли потенциал по увеличению производительности? Предполагается ли производство новых установок?
Федор Плаксин: Важно отметить, что для каждого нового порошка требуется отработка технологии. Когда появится опыт, тогда сможем производить нужный объем. А в целом одна плавка – это 60 кг металла и примерно 25 кг конечного продукта. Но, повторимся, при условии предварительной отработки технологии. Потенциал по увеличению производительности есть, и при необходимости мы можем увеличить объемы.
Также в декабре этого года планируется пуск лабораторной установки центробежного плазменного распыления «Шайба» для получения титановых порошков. Это станет одним из ключевых событий по направлению «аддитивные технологии» Госкорпорации «Росатом». В настоящий момент идет сборка и монтаж оборудования, планируются предварительные испытания и запуск отработки технологии.
Принцип работы этой установки следующий: цилиндрическая заготовка, расположенная вертикально, раскручивается до высокой скорости, и обдувается с торца плазмотроном, создающим тепловой поток с температурой порядка 5000 градусов. На торце заготовки образуется тонкий слой жидкого металла. За счет центробежной силы он перетекает к краю заготовки и срывается с нее в виде пленки и отдельных капель. Пленка в полете дробится на отдельные капли, которые кристаллизуются в шарики и падают вниз. Весь процесс происходит в среде инертной атмосферы аргона и гелия. Самое большое преимущество этой технологии –возможность получать почти идеально сферичные порошки металлов при крайне низкой доле примесей. Целевой продукт – порошки титановых сплавов ВТ6 и ВТ1-0.
3DPulse.ru: На установке уже были получены первые партии порошка нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Проводили ли вы тестовую печать этим материалом? Если да, то на каких системах, какие характеристики получились у напечатанных деталей?
Федор Плаксин: Буквально в декабре этого года планируем провести тестовую печать на первом российском двухпорошковом двухлазерном 3D-принтере, который был разработан в результате совместной работы нескольких предприятий и научных институтов Госкорпорации «Росатом». После подтверждения принципиальной возможности использования нашего порошка в 3D-принтерах по процессу SLM мы приступим к его валидации на других принтерах, в том числе на моделях иностранного производства. Уверен, что нашу продукцию можно будет использовать на всех наиболее распространенных моделях 3D-принтеров.
3DPulse.ru: Давайте поговорим о самом главном – о людях. Сколько человек работают на установке, что это за специалисты, пришлось ли им пройти дополнительное обучение? Какие компетенции необходимы для работы с подобным оборудованием?
Федор Плаксин: Обслуживают «Каплю» 2 человека – оператор и сменный мастер. Все сотрудники, которые работают на установке, имеют компетенции в области металлургии, а именно в литье металлов. Многим нюансам работы с установкой мы учились во время опытной эксплуатации, особенно тонкостям процесса распыления.
Кликните для увеличения
С точки зрения компетенций в порошковой металлургии, на нашей Новоуральской производственной площадке уже более 50 лет производят порошки никеля и кобальта. Они применяются в порошковой металлургии как составляющие металлорежущих и буровых твердых сплавов, в производстве магнитов, аккумуляторов, фильтрующих элементов, электроконтактов, специальных покрытий, красителей, катализаторов, сварочных электродов, композиционных клеев, ферритов, а также при создании износоустойчивых покрытий на деталях авиационных двигателей. Безусловно, чтобы лучше ориентироваться, понимать отдельные процессы и разбираться в их тонкостях, необходимы серьезные знания в металлургии, знания в порошковой металлургии и в аддитивных технологиях.
3DPulse.ru: И в заключении интервью хочется задать вопрос о будущем. В декабре прошлого года на лидер-форуме «Аддитивные технологии. Расширяя горизонты» «Росатом» представил дорожную карту развития аддитивных технологий в РФ до 2030 года, в которой была озвучена цель о вхождении России в топ-5 игроков мирового рынка 3D-печати. Цель крайне амбициозная, особенно учитывая тот факт, что и другие страны также четко видят перспективы аддитивных технологий и активно их развивают. Насколько на ваш взгляд достижима подобная установка? Хватит ли у нас научного и технического задела, компетенций?
Евгений Жуков: Цель поставлена амбициозная, но достижимая. Россия в целом и Госкорпорация «Росатом» в частности обладают достаточным потенциалом для реализации подобных задач.
Необходимо развивать компетенции во всех технологических переделах 3D-печати, и «Росатом» ведет активную деятельность по всем сегментам рынка: производство 3D-принтеров, выпуск оборудования для создания порошков и разработка ПО.
Запуск установки газового распыления «Капля» – это наглядный результат проделанной работы. Но «Росатом» не останавливается на достигнутом: также в г. Глазов под управлением отраслевого интегратора ООО «РусАТ» реализуется проект по созданию производства порошков титановых сплавов с применением технологии плазменной атомизации. Конкурентным преимуществом на мировом рынке аддитивных технологий для нас является наличие металлургической базы для производства металлических порошков. Также ведутся работы по созданию 3D-принтеров на основе различных технологий и основных наукоемких комплектующих – лазеров и сканаторов.
Развитие компетенции во всех переделах 3D-печати возможно лишь при объединении усилий компаний, которые активно развивают применение аддитивных технологий, а также при поддержке государства. Сейчас создается российская Ассоциация развития аддитивных технологий, соучредителями которой выступят Госкорпорация «Росатом», Госкорпорация «Роскосмос», Госкорпорация «Ростех», АО «Концерн ВКО «Алмаз-Антей», ПАО «Газпром нефть» и ФГУП «ВИАМ». Ассоциация призвана стать платформой для объединения усилий всех организаций, заинтересованных в развитии аддитивных технологий в России. Также 3 декабря в онлайн-режиме прошел уже второй Лидер-Форум «Аддитивные технологии. Расширяя горизонты», который собрал на своей площадке представителей крупнейших компаний и специализированных организаций для открытого профессионального диалога. Надеемся, что совместными усилиями мы сумеем вывести российскую отрасль аддитивных технологий на передовые позиции в мире.
3DPulse.ru: Евгений, Федор, большое спасибо за интервью! Желаем вам успехов в развитии отечественного производства сырья для аддитивных технологий!
поделиться статьей с друзьями
добавить сообщение