Эксперты Росатома вошли в состав технического комитета ISO по аддитивным технологиям

Специалисты компании «Русатом — Аддитивные Технологии» (РусАТ; входит в Топливную компанию Росатома «ТВЭЛ») получили официальный статус представителей от Российской Федерации в техническом комитете ISO/TC 261 «Аддитивное производство» Международной организации по стандартизации ISO. Ранее в России РусАТ был определен оператором дорожной карты развития высокотехнологичной области «Технологии новых материалов и веществ» в части направления «Аддитивные технологии».

«На первоначальном этапе освоения процессов аддитивного производства большую роль играет формирование национальных и международных стандартов, что дает возможность эффективно освоить новые технологии. Важно, что представители Росатома работают не только в области национальной стандартизации в области аддитивного производства, но и принимают активное участие в международной работе по этому направлению»,  – отметил генеральный директор РусАТ Михаил Турундаев.

В работе технического комитета ISO/TC 261 сотрудники РусАТ представляют позицию России, участвуют в рабочих группах по разработке стандартов, рассматривают проекты международных стандартов на различных стадиях и вносят свои предложения. Россия имеет статус полноправного члена этого технического комитета и может влиять на разработку стандартов ISO, голосуя по различным вопросам деятельности комитета.

Стандартизация в области аддитивного производства касается терминов и определений, производственных процессов, аппаратного и программного обеспечения, свойств сырьевых материалов, требований к персоналу, а также других вопросов, важных при обеспечении качества продукции. Вопросы международной стандартизации закладывают фундамент глобального взаимодействия, поэтому РусАТ уделяет большое внимание этой теме.

Для справки:

Международная организация по стандартизации ISO (International Organization for Standardization) – признанная организация, осуществляющая разработку и издание международных стандартов. ISO является независимой неправительственной организацией, в деятельность которой вовлечены национальные органы по стандартизации. Международные стандарты способствуют внедрению инноваций и преодолению глобальных технологических вызовов.

ООО «РусАТ» (предприятие Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») — специализированная компания – интегратор атомной отрасли в области аддитивных технологий (трёхмерной печати). Деятельность компании сосредоточена на четырех ключевых направлениях: производство линейки 3D-принтеров и их компонентов, создание материалов и металлических порошков для 3D-печати, разработка комплексного программного обеспечения для аддитивных систем, а также выполнение услуг по 3D-печати и внедрению аддитивных технологий в производство (в том числе, в части организации центров производства).

Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» включает предприятия по фабрикации ядерного топлива, конверсии и обогащению урана, производству газовых центрифуг, а также научно-исследовательские и конструкторские организации. Является единственным поставщиком ядерного топлива для российских АЭС. Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» обеспечивает ядерным топливом 73 энергетических реакторов в 13 странах мира, исследовательские реакторы в восьми странах мира, а также транспортные реакторы российского атомного флота. Каждый шестой энергетический реактор в мире работает на топливе, изготовленном ТВЭЛ. http://www.tvel.ru

Что такое аддитивные технологии

Аддитивные технологии (англ. Additive Manufacturing) — технологии послойного наращивания и синтеза объектов. Широкое применение получили для так-называемой фаббер-технологии (англ. fabber technology, также распространено наименование 3D-печать) — группы технологических методов производства изделий и прототипов, основанная на поэтапном формировании изделия путём добавлении материала на основу (платформу или заготовку).

История

В начале 1980-х начали развиваться новые методы производства деталей, основанные не на удалении материала как традиционные технологии механической обработки, а на послойном изготовлении изделия по трехмерной модели, полученной в САПР, за счет добавления материала в виде пластиковых, керамических, металлических порошков и их связки термическим, диффузионным или клеевым методом. Группа этих технологий на западе получила название «аддитивное производство». За три десятилетия технология перешла от изготовления бумажных и пластиковых прототипов к непосредственному получению готовых функциональных изделий. К настоящему времени технология позволяет получать металлические и неметаллические прототипы и функциональные изделия, которые не требуют механической пост-обработки.

Технологии аддитивного производства совершили значительный рывок благодаря быстрому совершенствованию электронной вычислительной техники и программного обеспечения. Величина современного рынка аддитивного производства — около 1,3 млрд долларов, включая производство специального оборудования и оказание услуг в соотношении ориентировочно 1/1. Доля России среди стран, активно развивающих и применяющих технологии аддитивного производства, составляет примерно 1,2 % (США — 39,1 %, Япония — 12,2 %, Германия — 8,0 %, Китай — 7,7 %) и показывает устойчивый рост.

Описание

Среди применений аддитивных технологий наиболее востребовано производство функциональных изделий для нужд наиболее заинтересованных отраслей промышленности, таких как авиакосмическая отрасль, автомобиле- и машиностроение, ВПК, медицина в части протезирования, то есть там, где существует острая потребность в изготовлении высокоточных изделий и их прототипов в кратчайшие сроки.

Отдельные технологии

Селективное лазерное плавление (СЛП, англ. SLM) — технология послойного аддитивного производства с использованием лазера. На сегодня метод СЛП является наиболее быстро развивающейся технологией среди методов аддитивного производства. Однако остро стоит проблема производительности технологии, ограничивающая её дальнейшее широкое распространение для нужд современной индустрии. Высокая востребованность технологии обусловлена достижимым качеством изготовления конечного изделия: требуемыми шероховатостью, точностью исполнительных размеров ответственных элементов изделия, минимальной толщиной изготовления конструкторско-технологических элементов формы изделия, которые могут быть гарантированы малым радиусом лазерного пятна (до 20 мкм).

Селективное лазерное спекание (SLS, также direct metal laser sintering, DMLS) — объект формируется из плавкого порошкового материала (пластик, металл) путём его плавления под действием лазерного излучения. Порошкообразный материал наносится на платформу тонким равномерным слоем (обычно специальным выравнивающим валиком), после чего лазерное излучение формирует на поверхности текущий слой разрабатываемого объекта. Затем платформа опускается на толщину одного слоя и на неё вновь наносится порошкообразный материал. Данная технология не нуждается в поддерживающих структурах «висящих в воздухе» элементов разрабатываемого объекта за счёт заполнения пустот порошком. Для уменьшения необходимой для спекания энергии температура рабочей камеры обычно поддерживается на уровне чуть ниже точки плавления рабочего материала, а для предотвращения окисления процесс проходит в бескислородной среде.

Моделирование методом наплавления (Fused deposition modeling, FDM) — объект формируется путём послойной укладки расплавленной нити из плавкого рабочего материала (пластик, металл, воск). Рабочий материал подаётся в экструзионную головку, которая выдавливает на охлаждаемую платформу тонкую нить расплавленного материала, формируя, таким образом, текущий слой разрабатываемого объекта. Далее платформа опускается на толщину одного слоя, чтобы можно было нанести следующий слой. Часто в данной технологии участвуют две рабочие головки — одна выдавливает на платформу рабочий материал, другая — материал поддержки.

Лазерная стереолитография (laser stereolithography, SLA) — объект формируется из специального жидкого фотополимера, затвердевающего под действием лазерного излучения (или излучения ртутных ламп). При этом лазерное излучение формирует на поверхности текущий слой разрабатываемого объекта, после чего объект погружается в фотополимер на толщину одного слоя, чтобы лазер мог приступить к формированию следующего слоя. Также существует вариация данной технологии — SLA-DLP, в которой вместо лазера используется DLP-проектор (в этом случае слой формируется сразу целиком, что позволяет ускорить процесс печати).

Для принтеров с высокой разрешающей способностью, используют следующую схему: источник излучения размещают внизу (под прозрачным резервуаром с фотополимером), который формирует в зазоре между дном резервуара и предыдущим слоем (или если это первый слой — между дном резервуара и платформой) текущий слой разрабатываемого объекта. После этого платформа с объектом поднимается на толщину одного слоя.

Электронно-лучевая плавка (electron beam melting, EBM) — технология, похожая на SLS/DMLS, только здесь объект формируется путём плавления металлического порошка электронным лучом в вакууме. Крупногабаритная 3D-печать деталей из тугоплавких металлов по технологии EBAM компании Sciaky.

Метод многоструйного моделирования (multi jet modeling, MJM) — похожа на FDM, только вместо экструзии используется струйная печать.

Изготовление объектов с использованием ламинирования (англ. laminated object manufacturing, LOM) — объект формируется послойным склеиванием (нагревом, давлением) тонких плёнок рабочего материала с вырезанием (с помощью лазерного луча или режущего инструмента) соответствующих контуров на каждом слое. За счёт отсутствия пустот данная технология не нуждается в поддерживающих структурах «висящих в воздухе» элементов разрабатываемого объекта, однако удаление лишнего материала (обычно его разделяют на мелкие кусочки) в некоторых ситуациях может вызывать затруднения.

3D-печать (3D Printing, 3DP) — аналогична технологии SLS, только здесь не используется плавление: объект формируется из порошкового материала путём склеивания, с использованием струйной печати для нанесения жидкого клея. Данная технология позволяет производить цветное моделирование за счет добавления в клей красителей (непосредственно во время печати), или за счет использования нескольких печатающих головок с цветным клеем.

Технология 3D-печати на основе ультразвуковой левитации, позволяющая создавать из подвешенных в воздухе раскаленных частиц трехмерные объекты заданной формы. Создана учеными из Томского государственного университета, рабочий прототип такого фаббера ожидается в 2020 г.

Компьютерная осевая литография (англ. computed axial lithography) — метод 3D-печати, основанный на компьютерной томографии для создания объектов из фотоотверждаемой смолы.

Источник: Википедия