Специалисты Топливного дивизиона «Росатома» из бизнес-направления «Аддитивные технологии» успешно отработали изготовление изделий из меди и ее сплавов на промышленных 3D-принтерах линейки RusMelt.
Разработанные в «Росатоме» серийные 3D-принтеры различных габаритов, работающие по технологии селективного лазерного плавления (или SLM - selective laser melting) традиционно использовали в качестве материалов металлопорошковые композиции из нержавеющей стали, жаропрочных материалов или, например, титана.
Освоение 3D-печати изделий из меди открывает новые возможности для российских промышленников, которые смогут в полной мере использовать преимущества аддитивных технологий в своей производственной деятельности. Благодаря уникальной электро- и теплопроводности медь широко применяется в электронике, аэрокосмической и автомобильной промышленности, а также в производстве инженерных деталей и медицинского оборудования. Теперь с помощью российских SLM-принтеров можно изготавливать малосерийные высокотехнологичные компоненты из меди со сложной внутренней геометрией. Это позволяет уменьшать габариты, повышать эффективность охлаждения и сокращать цикл производства. Экономически наиболее целесообразно применять эту технологию прежде всего для сложных и дорогих деталей.
«Традиционное изготовление деталей из меди для аэрокосмической отрасли или радиоэлектроники состоит из нескольких циклов и занимает много времени, а часть материала уходит в стружку. Преимущества аддитивных технологий в том, что они позволяют сразу «выращивать» на 3D-принтере изделия со сложной геометрией и внутренними структурами, минимизируя отходы, сроки производства изделий и, в конечном итоге, себестоимость», – отметил Илья Кавелашвили, директор бизнес-направления «Аддитивные технологии» Топливного дивизиона «Росатома».
Специалисты выделяют такие изделия из меди, которые в перспективе целесообразно печатать на 3D-принтере: теплообменники для силовой электроники, полупроводников и телеком-оборудования, компоненты двигателей и генераторов, узлы для аэрокосмической отрасли (включая камеры сгорания и системы охлаждения), пресс-формы и технологическая оснастка с конформными каналами охлаждения, а также индукционные катушки, токопроводящие элементы, электроды и др.
Долгое время применение меди в 3D-принтерах оставалось ограниченным из-за физических свойств материала. Однако инженеры московского Центра аддитивных технологий «Росатома» сумели подобрать и отработать такие режимы послойного селективного лазерного сплавления медного порошка, которые обеспечивают необходимое качество изделий, минимальную пористость и высокую теплопроводность. Из специализированного медного порошка марки М2 были напечатаны испытательные образцы, элементы теплообменников и гироидные структуры, которые могут быть использованы в качестве радиаторных решёток. Все изделия успешно прошли металлографические исследования в лаборатории. Параллельно ведутся работы по подбору режимов послепечатной термической обработки для улучшения финальных характеристик изделий.
