В атомной отрасли России внедрен новый формат обеспечения единства измерений для материалов, используемых в 3D-печати – аттестованный образец металлического порошка, который будет служить эталоном для контроля точности измерений.
Современное производство, особенно в таких высокотехнологичных отраслях, как атомная промышленность и машиностроение, все активнее используют аддитивное производство. Детали печатаются послойно из тончайшего металлического порошка. Качество этого материала – критически важный параметр, от которого напрямую зависит прочность, надежность и безопасность готовых изделий.
Ранее разные лаборатории, проводившие испытания металлопорошковых композиций: контроль размера частиц, плотности, сыпучести - могли получать несопоставимые результаты. Как следствие, возникали сложности с приемкой сырья, возрастал риск получения бракованных деталей и затягивались процессы сертификации. Чтобы исключить эту неопределенность, специалисты Топливного дивизиона «Росатома» (всего в работе было задействовано четыре предприятия дивизиона) совместно с коллегами из госкорпорации «Ростех» разработали и аттестовали специальный эталонный образец. Это металлопорошковая композиция из титанового сплава ПТ-3В – ее свойства были измерены с высокой точностью в Бочваровском институте, который входит в Топливный дивизион, но выполняет функцию главного научного метрологического центра всего «Росатома».
Новый стандарт будет использоваться в лабораториях для калибровки и настройки оборудования, а также для проверки точности измерений свойств металлопорошков. По сути, это новая «мерная линейка», которая позволит всем участникам процесса говорить на общем языке. Предприятия отрасли теперь имеют доступ к единым эталонным значениям характеристик порошков, например, текучесть, насыпная плотность, включая допустимые погрешности. По сути, это единая метрологическая база, обеспечивающая сопоставимость результатов измерений между различными лабораториями. Повышение сопоставимости данных между разными площадками и независимыми лабораториями минимизирует риск брака и расхождений при приемке продукции. Все это закладывает основу для дальнейшего масштабирования производства порошков с гарантированными характеристиками и развития технологий аддитивного производства в целом.
«Атомная отрасль предъявляет очень высокие требования к свойствам и качеству изделий, изготовленных аддитивными методами. Мы обязаны обеспечить этот уровень на всех этапах жизненного цикла изделий. Создание аттестованного образца – это не только серьезная научная работа, но и реальный инструмент в руках метрологов, лаборантов и производителей, который позволит обеспечить однозначную интерпретацию результатов контроля качества», – заявил директор бизнес-направления «Аддитивные технологии» Топливного дивизиона «Росатома» Илья Кавелашвили.
Проект также формирует новую модель кооперации, где каждый участник играет свою роль: от производителя порошка до центра, распространяющего партию с гарантированными свойствами.
«Мы получили статистически надежную базу данных и подтвердили главное: эталонный образец дает стабильные, воспроизводимые результаты на разных приборах, в разных городах и в руках разных сотрудников», – отметил заместитель генерального директора по техническому регулированию, качеству и метрологии Бочваровского института Александр Стелюк.
Новый аттестованный объект имеет срок действия свидетельства 10 лет, что обеспечивает стабильность и предсказуемость в работе с металлопорошковыми композициями для аддитивной печати в отраслях с высокими требованиями к качеству.
Таким образом, «Росатом» продолжает системную работу по формированию нормативной базы для аддитивных технологий и 3D-печати в России, разрабатывает национальные стандарты, создает технологические карты, внедряет единые требования к качеству материалов и конечных изделий, изготовленных методами аддитивного производства, подтверждая свое технологическое лидерство. Данные работы ускоряют процессы развития технологий аддитивного производства предприятиями российской промышленности.
Для справки:
Аддитивные технологии позволяют производить детали и комплектующие, которые сложно изготовить традиционными методами с применением литья и механообработки. Трехмерная печать снижает массу изделий, оптимизирует затрачиваемые материалы и сокращает сроки производства. Современные 3D-принтеры позволяют оперативно перенастраивать параметры печати для изготовления изделий из различных материалов. Продукция 3D-печати находит применение в самых разных областях – от ядерных и космических технологий до медицины. Благодаря внедрению аддитвиных технологий цикл разработки и изготовления нового изделия сокращается с месяцев до дней. Процесс становится более компактным за счет отсутствия необходимости в оснастке, литье и фрезеровке, а также позволяет оптимизировать массу конструкций. На стадии утилизации издержки могут снижаться до 90%, поскольку аддитивное производство исключает образование вредных веществ, а возможность рециклинга материалов обеспечивает безотходность процесса. 3D-печать позволяет выращивать детали сложной формы, которые раньше состояли из множества сварных элементов. Коэффициент использования дорогостоящего металла приближается к 90%, так как наплавляется только необходимый объем, а не вырезается из цельной поковки.
Бизнес-направление «Аддитивные технологии» Топливного дивизиона «Росатома» было создано в целях координации усилий и компетенций внутри госкорпорации для развития трехмерной печати в масштабе атомной отрасли и России в целом. Сегодня в «Росатоме» создан полный цикл производства от разработки 3D-принтеров и комплектующих до специальных порошков, программного обеспечения, производства материалов для печати и обучения. Компания обеспечивает российские производственные предприятия стратегических отраслей промышленности инновационным и надежным оборудованием, материалами и профессиональным сервисом для внедрения технологий аддитивного производства. https://rosat.tvel.ru/
Российские компании успешно реализуют проекты развития, создают инновационные решения. Развитие прорывных технологий повышает конкурентоспособность как атомной отрасли, так и отечественной экономики в целом. «Росатом» и его предприятия принимают активное участие в этой работе.
