Сотрудники подольского НИИ НПО «ЛУЧ», входящего в научный дивизион «Росатома», разработали прототип установки селективного лазерного спекания (СЛС) с новой кластерной лазерно-оптической системой сканирования. С ее помощью можно использовать от четырех до девяти сканирующих устройств, что расширяет возможности печати крупногабаритных изделий из карбида кремния. Этот материал может стать заменой тяжелых и менее стойких металлических сплавов в энергетической и других отраслях промышленности.
Вертикальная сканирующая система / © АО «НИИ НПО «ЛУЧ»
Карбид кремния благодаря своим уникальным свойствам позволяет создавать изделия, которые востребованы во многих областях промышленности — от атомной до автомобилестроения. Материал выигрывает у традиционной стали и алюминия, потому что детали, сделанные из него, лишь немного уступают алмазу по твердости. Кроме того, карбид кремния имеет высокую теплопроводность, низкий уровень теплового расширения и мало подвержен износу. Применение технологии СЛС позволит производить сложные изделия с высокой точностью, сокращая при этом технологический цикл.
Институт начал выпуск продукции из карбида кремния давно. Правда, с помощью классических способов, которые не позволяют создавать сложные по конструкции изделия. Поэтому ученые обратили внимание на метод 3D-печати и решили разработать собственную технологию — изготавливать продукцию путем аддитивной технологии из порошка карбида кремния. Сначала в НИИ разработали конструкторскую документацию системы, а уже после, вместе с коллегами из машиностроительного дивизиона, приступили к созданию прототипа.
Особенность новой системы в том, что ее сканаторы расположены вертикально. За счет этого можно увеличить их число на одном устройстве. Таким образом расширяется и рабочее поле, поэтому на нем можно изготавливать крупногабаритные детали, увеличивая темпы производства в три-четыре раза.
Рабочая зона установки — 1000 на 1000 миллиметров, при этом предусмотрена возможность ограничения рабочего поля до размеров 300 на 300 миллиметров. Это позволит снизить и расход сырья при изготовлении компактных изделий. Прототип СЛС уже успешно испытали: удалось подтвердить полное соответствие характеристик требованиям техзадания.
В планах ученых — применить систему для разработки и изготовления сложных изделий из облегченного карбида кремния, полученного методом СЛС. Например, они хотят использовать ее для производства оболочек твэлов нового поколения или дисковых тормозов автомобилей.
