Пять материалов для 3D-печати судовых деталей разработал арктический НОЦ
Ученые из НОЦ «Российская Арктика» в Архангельске успешно разработали и зарегистрировали в Морском регистре пять новых материалов, которые могут быть использованы в судостроении и судоремонте. Марат Есеев, научный руководитель НОЦ и заместитель первого проректора по перспективным проектам Северного Арктического федерального университета (САФУ), поделился этой информацией с ТАСС.
Эти новые материалы представляют собой металлические порошки, которые могут быть использованы в аддитивных технологиях. Аддитивные технологии, которые базируются на компьютерных 3D-моделях, позволяют «вырастить» детали, добавляя материалы слой за слоем.
Это значительный прорыв в области судостроения и судоремонта, поскольку новые материалы предлагают возможность создания более прочных и эффективных деталей для судов. Они могут обладать улучшенными физическими и механическими свойствами, что повышает безопасность и надежность судов.
«Это пять новых материалов для судоремонта и судостроения. <…> Их можно использовать для создания новых деталей, а для судоремонта — там есть технология наплавки, когда восстанавливается детали. Они [материалы] находятся в особом состоянии, это порошки. Изготавливать деталь сплошную из литья либо фрезерованием — это одно дело, другое дело — изготавливать ее из порошка, который другими свойствами обладает. Сейчас эти пять порошков присутствуют в Морском регистре, есть отдельный ГОСТ под них», — сказал Есеев.
Технологии 3D-печати используются в разных отраслях, чаще изделия производятся из пластиков, из металла производство сложнее, оно связано с высокими температурами. В авто- и самолетостроении, а также космической отрасли аддитивные технологии применяются широко, в судостроении они только начинают внедряться.
В судостроительной отрасли требуются крупногабаритные детали, а при изготовлении больших предметов больше риск нарушения свойств изделия.
«Это путь, по которому прошли авиастроение, автомобилестроение: они занимаются эргономикой и оптимизацией форм детали. Они делаются достаточно сложными по форме, и внутренняя структура у них может быть сложная: сетчатая структура, различные перегородки и так далее», — отметил ученый, пояснив, что традиционными методами, например, литьем, такие детали порой сделать невозможно. Но можно сочетать обычные способы изготовления с 3D-методами, когда часть детали может «наращиваться».
Это позволяет судостроителям расширить возможности производства, сохраняя при этом высокое качество и безопасность деталей. Внедрение аддитивных технологий в судостроении открывает новые перспективы и способствует развитию отрасли.
Еще одно преимущество — экономия материалов. При аддитивном методе получается точная копия компьютерной модели, которую можно создать достаточно быстро. «Особенно хорошо это для опытных конструкторских работ, когда создаются либо новые детали, либо они совершенствуются. Аддитивные технологии быстро позволяют пройти процесс от чертежа в электронном виде с физическим описанием самого процесса до опытного образца», — добавил Есеев. На «Звездочке» уже действует установка, которая позволяет делать некоторых элементы для винторулевых колонок.
Разработки и участники проекта
Для судостроительной отрасли были разработаны специальные мелкодисперсные порошки, содержащие частицы размером от микрометров до десятков нанометров. Эти материалы состоят из нескольких элементов. Например, один из материалов основан на сочетании железа с углеродом, к которому добавляются хром и никель в определенных пропорциях. В разработке и внедрении этих новых материалов и технологий принимают участие такие организации, как ЦНИИ конструкционных материалов «Прометей», Санкт-Петербургский государственный морской технический университет (Корабелка), САФУ, НИПТБ «Онега», Центр судоремонта «Звездочка» и другие.
Согласно высказыванию представителя агентства, внедрение аддитивных технологий в судоремонтное дело и создание специальных установок позволят производить необходимые детали в труднодоступных местах и даже на судах самостоятельно, например, в случае аварий, когда не всегда возможно быстро организовать помощь извне. Это новшество значительно повысит оперативность и эффективность ремонтных работ, обеспечивая возможность быстрого и надежного восстановления работоспособности судов.