Огнем и волной: все о 3D-печати металлом
Деталь создается с помощью трех модулей — аддитивного, модуля упрочнения и фрезерного. Особенность процесса в том, что работа модулей чередуется в зависимости от необходимости. Например, механическая обработка какой-то поверхности может производиться еще до полного выращивания детали.
Волна проходит через все сечения металла, многократно отражается от участков с разной акустической жесткостью и от поверхности, на которой лежит деталь. За счет этого в изделии фактически формируются волновые состояния. В узлах пересечения прямых и отраженных волн происходит более интенсивное упрочнение, в промежутках — менее интенсивное. Такое распределение хорошо влияет на эксплуатационные свойства. Фактически технология позволяет обеспечить большую глубину упрочнения, усилить все слои одновременно. Возможно, на сегодня это единственный способ, который позволяет добиться такого результата».
Перспективы
Спектр применения новых технологий потенциально огромен — от изготовления деталей ракетно-космической и авиационной техники до автомобилестроения и производства спецтехники. В июне 2019 года работающая по аналогичной технологии аддитивного синтеза американская фирма Relativity Space подписала соглашение с NASA о переоборудовании фабрики в Миссисипи в первый в мире автоматизированный завод по производству ракет Relativity Space Terran 1. На фабрике планируется использовать новую версию принтера Stargate, которая меньше оригинальной и может быть размещена на движущейся платформе для печати частей ракеты высотой в здание.
В России уже проводились эксперименты по использованию волнового упрочнения для придания броневых свойств изначально неброневым материалам, которые стоят в 5–10 раз дешевле. Также удалось повысить пулестойкость обычной брони на 15–30%.
Очень многие силовые металлические детали, находящиеся в составе машин и сооружений в сложном напряженном состоянии, могли бы производиться с помощью сварной 3D-печати с последующим уплотнением. «Перспективы огромные, — объясняет Андрей Киричек, –, но и препятствий на пути распространения технологии немало. Вспоминается история лазерных раскроечных комплексов. Когда они только появились, предприятия отнеслись к новой технике с осторожностью, даже со скепсисом. Оборудование дорогое, подготовленного персонала нет, объем работ, производство которых окупило бы комплекс, не гарантирован. Пришлось поначалу создавать региональные лазерные центры, где компании размещали разовые заказы. Прошло 10 лет, и производственники поняли преимущество технологии, сформировался рынок; теперь практически на каждом предприятии есть один или несколько станков для лазерной резки и раскроя металла. Похожим путем, видимо, придется идти и нам. Кроме того, изготовление ответственных деталей, например для авиации, оборонного комплекса, требует сертификации, а это процесс затратный и небыстрый. Но других вариантов нет».
