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.
.jpg)
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