Недавно Российский научный фонд (РНФ) поддержал проект ученых отделения промышленных технологий Юргинского технологического института Томского политеха. Политехники занимаются разработкой новой высокопроизводительной установки для получения металлических порошков, используемых для 3D-печати.

 

Как рассказывают ученые, сегодня в мире активное развитие аддитивных технологий и применение их в промышленности сдерживается рядом факторов. К примеру, дороговизна материалов не проблема в производстве мелких деталей, но при выходе изделия на более крупные масштабы высокая цена — непреодолимое препятствие. Только развитые в промышленном отношении страны на сегодняшний день производят наноматериалы в коммерческом объеме. 

«В России существует острая потребность в металлических порошках отечественных сплавов, но серийного производства таких материалов сегодня в стране нет. Предприятиям приходится закупать и использовать порошки, поставляемые фирмами-производителями установок из-за рубежа, — отмечает руководитель проекта, старший преподаватель отделения промышленных технологий Юргинского технологического института ТПУ Максим Кузнецов. — Потребность парка установок для аддитивного производства порошковых материалов составляет примерно 20 тонн в год. Поэтому предприятия страны нуждаются в низкой себестоимости получаемых порошков — она позволит значительно повысить эффективность 3D-печати промышленных изделий».

Принцип работы установки, разрабатываемой учеными Томского политеха, основан на исследовании воздействия на материал вихревых плазменных потоков гетерогенной плазмы и синхронизированного высокочастотного воздействия на электрод. Устройство будет оборудовано высокочастотным магнетроном для создания условий формирования потока частиц.

«Наше устройство будет обладать рядом принципиальных преимуществ по сравнению с другими методами синтеза наноразмерных порошков. К примеру, оно будет способно генерировать нержавеющие, инструментальные, жароупорные, титановые и алюминиевые сплавы, медицинские кобальт-хром и титан, а также оксид титана», — объясняют участники проекта.

По их словам, установка сможет производить частицы сферической формы с очень высоким содержанием дислокаций (дефектов кристаллической или металлической решетки), а также с запасенной внутренней энергией. Это существенно повысит химический потенциал и создаст условия для высокой физико-химической активности частиц.

«Установка предполагает тонкое и гибкое управление параметрами технологического процесса и, соответственно, свойствами получаемых нанопорошков. Она позволит получать широкую гамму нанопорошков различных металлов и сплавов, которые могут быть изготовлены в виде проволоки или фольги. В некоторых случаях возможно использование метода со струями расплавленного металла», — подчеркивают специалисты.

Кроме того, по технологии политехников энергия вводится в металл импульсно и объемно, ее расход на нагрев окружающей среды небольшой. Благодаря этой особенности энергозатраты метода значительно ниже по сравнению с альтернативными способами.

Под руководством Максима Кузнецова над реализацией проекта работают сотрудники Юргинского технологического института ТПУ — кандидаты технических наук Сергей Солодский, Егор Ибрагимов, ассистент Максим Крампит, специалист по учебно-методической работе Елена Майорова. Политехники также сотрудничают с представителями Сибирского государственного индустриального университета (Новокузнецк). На данный момент ученые работают над математическим моделированием процессов устройства. Проект будет реализовываться в течение трех лет — в 2018-2020 годах.

Похожие новости

  • 07/11/2017

    ​Ученые ТПУ разрабатывают уникальную бронекерамику

    В Наноцентре Национального исследовательского Томского политехнического университета (ТПУ) разработали способ изготовления разнообразных функциональных изделий из прочной и ударновязкой нанокерамики, применив для прессования сухих нанопорошков пресс-формы специальной конструкции - ультразвуковые или коллекторные - вместо жидкофазных химических методов.
    632
  • 24/09/2018

    Томские ученые придумали «утюжок» для лесного пожара

    ​На территории Томской области периодически возникает до 50 очагов природных пожаров. Ничего лучше, чем вода, для борьбы с ними не придумали, но теплофизики Томского политехнического университета (ТПУ) рассчитали: традиционное метание "водяной бомбы" с самолета малоэффективно.
    191
  • 03/02/2017

    ТУСУР получит патент на изобретение

    ​Значимость изобретения томских ученых высока, поскольку запатентовано не устройство, а способ - способ компоновки печатных плат для цепей с резервированием (заявка № 2015137532, приоритет 02.09.2015).
    920
  • 18/12/2017

    Ученые ТГУ синтезируют «скользкую» керамику

    Ученые лаборатории нанотехнологий металлургии Томского государственного университета (ТГУ) синтезируют "скользкую" керамику на основе отечественных компонентов.  Как рассказал инициатор проекта, старший научный сотрудник лаборатории Илья Жуков, уникальные свойства соединения бора, алюминия и магния несколько лет назад случайно обнаружили американские ученые.
    582
  • 30/03/2017

    ТУСУР завершает работу по созданию интеллектуальных покрытий для космических аппаратов

    В лаборатории радиационного и комического материаловедения ТУСУРа завершаются работы по созданию интеллектуальных отражающих покрытий на основе соединений титаната бария, нанесённых детонационным методом.
    829
  • 28/08/2017

    Ученые ТУСУРа получили два патента на оригинальные изобретения

    ​Сотрудники научно-исследовательской лаборатории "Безопасность и электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств" (НИЛ "БЭМС РЭС") ТУСУРа разработали оригинальные конструкции климатической экранированной камеры и стола для биологических исследований.
    701
  • 07/08/2017

    В ТПУ разрабатывают способы очистки ТЭЦ от вредных примесей

    Проект ТПУ "Плазмохимическая очистка дымовых газов с использованием импульсных электронных пучков" недавно получил поддержку Российского научного фонда (РНФ). Ученые вуза предложили использовать для очистки дымовых газов - в проекте речь идет, в первую очередь, о выбросах объектов тепловой энергетики - импульсный электронный пучок.
    586
  • 28/06/2017

    Ученые ТУСУРа разрабатывают комплекс для реабилитации людей с заболеваниями органов ротовой полости

    ​Разработкой комплекса специалисты Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники занимаются совместно с учеными НИИ онкологии Томского научно-исследовательского медицинского центра (ТНИМЦ) в рамках проекта по созданию методики восстановления речевой функции у больных после хирургического лечения рака полости рта и ротоглотки.
    627
  • 12/07/2017

    Робота-врача для военных создадут томские медики и инженеры​

    Ученые из НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра и Томского политехнического университета (ТПУ) планируют создать мобильного робота, который сможет оказывать первую медицинскую помощь пострадавшим в местах военных действий и ЧС.
    794
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    1560