Южноуральские предприятия заинтересовала разработанная в ЮУрГУ технология 3D-печати сварочной проволокой
На кафедре «Оборудование и технология сварочного производства» Южно-Уральского госуниверситета (ЮУрГУ) работают над созданием необычного 3D-принтера. Технология «Послойное электродуговое выращивание» позволяет изготавливать детали любой сложной формы не из специального порошка, как в большинстве существующих 3D-принтеров, а с помощью сварочной проволоки, наплавляя один за другим металлические слои и «спекая» их друг с другом. Этот метод более экономичен и даёт возможность производить изделия из различных марок стали, сплавов или их сочетаний. Устройство будет полезно в кузнечно-прессовом производстве в частности и в машиностроении в целом, например, для решения проблем с галерейным охлаждением поршней двигателя. Предприятия области уже проявляют к разработке интерес.
«Раньше, если требовалось создать опытный образец детали, нужно было сначала обратиться к литейщикам, те создавали форму, заливали её горячим металлом, причём расходовали его гораздо больше из-за усадки; потом приходил черёд штамповки или иной обработки давлением, а также механической обработки. Теперь ту же деталь может изготовить один специалист за гораздо меньший срок, сократи при этом материальные потери», – объясняет автор разработки, молодой учёный, преподаватель кафедры «Оборудование и технология сварочного производства» ЮУрГУ Ильсия Сулейманова.
Широко в промышленности эта технология пока не применяется, но в научно-исследовательских институтах разных стран, в том числе в лаборатории ЮУрГУ, уже проверяются опытные образцы. Особенность конструкции принтера ЮУрГУ в его небольших габаритах. Корпус размером 50 на 50 сантиметров имеет прозрачные стенки, через которые видно, как движутся столик и горелка – это устройство с «колокольным» абажуром, где подаётся сварочная проволока и защитный газ. Процессом выращивания управляет программа на основе пакета Cura – обычный софт для 3D-принтеров.
Учёные видят и возможные подводные камни. Как поведут себя слои композитного материала, какие механические свойства придадут они детали? Это зависит от того, в каком порядке или с какой скоростью наплавлять слои, как расположатся их волокна? Учёные стараются исключить анизотропию свойств, чтобы зерна слоёв были ориентированы хаотично. Этот вариант ещё предстоит изучить – и с помощью математического моделирования, и с помощью механических испытаний напечатанных на новом принтере образцов. Ведь, прежде чем запускать принтер в серийное производство, нужно гарантировать надёжность «отпечатанных» на нём деталей.
