Пять микрон и "Шайба": порошки из титана к 3D-принтерам изготовят на Урале

Год науки и технологий - так уж сложилось - акцентирует внимание главным образом на событиях в мире науки, на достижениях и перспективах научного поиска. А между тем есть немало поводов рассказать, как научное знание переплавляется в самые передовые технологии и находит выход в реальное производство.

В НПО "Центротех" рождаются установки и технологии, ориентированные на «зеленую» экономику: минимум отходов и выбросов, максимум полезной продукции.Фото: Татьяна Андреева/РГ

<button class="prev " type="button"></button><button class="next " type="button"></button><button class="close" type="button"></button>Яркий пример - разработки уральского НПО "Центротех", где изготовили первый в мире мультилазерный полипорошковый 3D-принтер, а теперь осваивают производство уникальных порошков для аддитивной печати. К концу нынешнего года в Новоуральске планируют запустить уже вторую установку для получения таких порошков из металлов и сплавов с высокой температурой плавления, например титана.

Сейчас на предприятии идет отладка технологии и оборудования.

Специалисты научно-производственного объединения "Центротех" (предприятие Топливной компании "Росатома" ТВЭЛ) практически с нуля разработали установку плазменного центробежного распыления и назвали ее "Шайба". Внешне агрегат действительно напоминает огромную шайбу: в среде инертной атмосферы аргона и гелия цилиндрическая заготовка раскручивается до 40 тысяч оборотов в минуту и плавится плазмотроном, создающим тепловой поток с температурой порядка 5000 градусов. На торце заготовки образуется тонкий слой жидкого металла, который за счет центробежной силы срывается с заготовки, капли кристаллизуются в шарики и падают вниз. Отметим, эта технология позволяет получать почти идеально сферичные частицы порошка при крайне низкой доле примесей.

Ранее на предприятии создали и ввели в строй первый подобный агрегат - он называется "Капля", поскольку в нем капли расплавленного металла распыляются в струе газа. Здесь используют металлы с более низкой температурой плавления - до 1700 градусов, например, нержавеющую и высоколегированные стали, алюминиевые сплавы и т.д. Эту установку разработали ученые Уральского федерального университета и затем доработали специалисты "Центротеха".

Корреспондентам "РГ" удалось увидеть и заснять процесс получения порошка: сначала куски металла плавят в индукционной печи, расплав выливают в тигель, а в специальной камере, куда подается газ, металл превращается в гранулы размером от 5 до 400 микрон. За одну плавку перерабатывается 60 килограммов сырья, и на выходе получается примерно 25 килограммов конечного продукта.

Строительно-монтажные работы велись более полутора лет, затем последовал год опытно-промышленной эксплуатации, и в ноябре 2020-го "Каплю" ввели в строй. Как рассказал генеральный директор НПО "Центротех" Илья Кавелашвили, сейчас порошки производятся в промышленных объемах и отгружаются заказчикам.

Отметим, что аддитивную тематику НПО "Центротех" при кураторстве отраслевого интегратора "РусАТ" развивает уже несколько лет. Как уже сказано, два года назад на предприятии изготовили первый в мире мультилазерный полипорошковый 3D-принтер. К этому дню предприятие произвело и отгрузило несколько 3D-принтеров в Центр аддитивных технологий (ЦАТ) госкорпорации "Росатом", созданный в Москве.

Второй такой центр в России появится в Новоуральске. Сейчас для него закупается дополнительное оборудование, а основой станет тот самый первый мультилазерный принтер. Сейчас конструкторы "Центротеха" ведут НИОКР по переводу на 3D-печать деталей для продукции предприятия, имеющих сложную форму. К примеру, напечатали фланец для электролизера из порошков собственного производства.