.jpg)
В Южно-Уральском государственном университете в рамках реализации грантовой программы Виктора Христенко ведется разработка портативного 3D-принтера для печати металлических изделий. Проект выпускника кафедры «Оборудование и технологии сварочного производства» Политехнического института Семена Кочурова призван решить проблему отсутствия в РФ компактных и мобильных аддитивных установок.
Изначально перед командой стояла задача – интегрировать технологию холодного переноса металла, запатентованную австрийской компанией, в конструкцию 3D принтера. На данный момент внедрить зарубежную разработку пока не удалось. Вместо этого инженеры переформулировали цели и сосредоточились на создании надежного, финансово выгодного и мобильного принтера.
«Мы хотим создать плотный фундамент проекта. Основной упор делаем на то, чтобы прибор был компактным и интуитивно понятным в работе оператора. В нашей стране компактные 3D-принтеры по печати металлом отсутствуют , – поясняет Семен Кочуров. – У коллег, которые занимаются подобными технологиями, установка весит 2 тонны! Это нетранспортабельно. Наш прототип будет весить примерно 200 – 300 кг. Его можно будет эффективно перемещать к месту ремонта деталей или в места локального производства».
Разработка базируется на технологии электродугового выращивания (ЭДВ), известной в мире как WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing). По сути, это автоматическая сварка в среде защитных газов, при которой деталь создается слой за слоем путем наплавки металлической проволоки электрической дугой. Такая методика позволяет существенно ускорить процесс изготовления изделия и избежать затрат на сложную оснастку и последующую обработку детали.
Главное преимущество новой установки – возможность использования в удаленных регионах. По задумке создателей, принтер позволит оперативно воспроизводить или восстанавливать вышедшие из строя узлы машин, например, поршни двигателей, шестерни, валы, без ожидания поставок запчастей, которые могут занимать длительное время.
« Классическая схема производства в подобных ситуациях требует заказа детали на заводе, наладки оснастки и больших вложений. Технология WAAM позволяет «выращивать» объект непосредственно в зоне эксплуатации. Человек создает программу, и робот печатает нужное изделие», – подчеркивает разработчик проекта Семен Кочуров.
Интересно, что принтер проектируется как полностью обособленная система. В отличие от уже существующих похожих прототипов в других вузах, где обычно модернизируют старые пластиковые принтеры и подключают к ним внешние источники тока и газовые баллоны, инженеры ЮУрГУ намерены встроить все необходимые агрегаты внутрь корпуса. Это сделает устройство максимально автономным – «купил, заправил газ и проволоку, выбрал режим печати и начал печатать».
В настоящий момент проект находится на стадии создания прототипа. Рабочая камера составит 100Х100Х100 мм. Коммерциализация разработки планируется после устранения всех технических недочетов. По оценкам команды, на доводку устройства до прототипа, пригодного к эксплуатации, уйдет еще полгода – год.
«На сегодняшний день создание портативных 3D принтеров с использованием технологии электродугового выращивания применяют с целью изготовления сложнопрофильных деталей, которые трудно или невыгодно изготавливать традиционными методами литья или ковкой. При этом студенты предлагают использовать гибридное решение, объединив процесс выращивания детали с помощью электрической дуги с последующей механической обработкой на станке с ЧПУ. Такая конструкция позволит быстро и надежно изготовить изделия там, где невозможно обеспечить восстановление в течении двух-трех дней. Полученные студентами в стенах университета знания и умения будут реализованы в рамках данного проекта на практике от идеи до конечного продукта, востребованного на рынке», – поясняет заместитель директора Политехнического института по учебной и воспитательной работе Иван Ильин.
Сам разработчик планирует продолжить обучение в магистратуре ЮУрГУ, чтобы довести свой проект до конечного продукта, пригодного к коммерциализации.
Проект реализуется в рамках Грантовой программы В.Б. Христенко «Шаг в будущее». Это программа ежегодной финансовой поддержки программы развития Университета в рамках «Приоритет-2030». Гранты предоставляются на проведение перспективных исследований, формирование кадрового резерва и реализацию уникальных образовательных программ (компонентов), определяющих вектор развития ЮУрГУ и Челябинской области.
Больше новостей на канале ЮУрГУ в МАКС
Юлия Шерстобитова, фотографии -- Анатолий Останин
