Специалисты научно-исследовательского института конструкционных материалов на основе графита (АО «НИИграфит», входит в Госкорпорацию «Росатом») запустили печать сложнопрофильных изделий из керамических и полимерных композиционных материалов для атомной энергетики на двух 3D-принтерах. Проект реализуется в рамках комплексной программы по развитию атомной науки, техники и технологий (КП РТТН) по направлению «Новые материалы и технологии».

Опытные образцы принтеров, а также технология печати на них разработаны учеными АО «НИИграфит». Установки не имеют аналогов в России. Основная цель новых устройств – замена производства геометрически сложных изделий из металла на аналогичные из полимерных композиционных материалов, полученных с помощью аддитивных технологий.

«Запуск печати керамических и полимерных изделий с помощью 3D-принтеров российской разработки позволит ускорить и снизить стоимость производства запасных частей и элементов не только для атомной энергетики, но и для других отраслей – автомобильной, сельскохозяйственной, авиационной и добывающей промышленности. Детали, созданные с применением аддитивных технологий на отечественных установках, по своим физико-механическим характеристикам будут соответствовать аналогичным изделиям из металла», – прокомментировал директор химико-технологического кластера Андрей Голиней.

Разработка полимерного и керамического принтеров началась в 2021 году. Опытные образцы собрали в 2022 году. В течение 2023 года устройства проходили испытания.

Керамический принтер позволяет изготавливать сложнопрофильные изделия на основе керамического композиционного материала, которые применяются в атомной и авиационной промышленности, например, при производстве рабочих колес насосов. Он совмещает две технологии 3D-печати: FDM/LDM и SLA. Установка состоит из двух независимых модулей, которые параллельно ведут работу по построению различных элементов. В результате такой компоновки повышается производительность работы принтера.

Вторая разработка ученых АО «НИИграфит» – полимерный 3D-принтер – применяется для производства высоконагруженных изделий на основе полимерных композиционных материалов. Для печати используется изготовленный на базе института непрерывноармированный жгут. В принтер интегрирована отечественная программно-аппаратная платформа, современная система контроля печати.

Установка соответствует всем современным требованиям, предъявляемым к аналогичным устройствам на мировом уровне: высокоточное изготовление комплектующих на станках с числовым программным управлением, уникальная термокамера, изготовленная с применением авиационных технологий, обеспечение равномерного подогрева необходимых узлов принтера, высококачественная механика, собственное программное обеспечение. Принтер состоит из элементов, не имеющих аналогов на рынке: двойной системы охлаждения узлов, двухэкструдерной головы с автоматическим подъемным механизмом, уникальной высокотемпературной камеры. Отечественная установка в несколько раз легче и дешевле импортных аналогов.

Полимерный 3D-принтер. Фото: пресс-служба Научного дивизиона Госкорпорации «Росатом»

Интерес к 3D-печати проявляют медики, металлурги, нефтегазовый сектор, в том числе для ремонта габаритных изделий и изготовления отдельных деталей в логике импортозамещения. Востребованы изделия аддитивного производства в авиаотрасли, атомной энергетике и автомобилестроении.