Технология 3D-печати методом электронно-лучевого наплавления металлической проволоки (ЭЛАТ, EBAM) позволит изготавливать обмотку роторов мощных высокооборотных электрических машин для нефтегазовых добычных систем и донных газоперекачивающих станций подводных магистральных газопроводов, утверждает директор Института физики прочности и материаловедения СО РАН Евгений Колубаев.
«Мы разработали промышленную технологию печати медной обмотки, используя крупнейший в России 3D-принтер для электронно-лучевой печати из металлической проволоки, созданный в нашем институте. Мы добились возможности создавать такие крупногабаритные аддитивные изделия из медной проволоки впервые в мире, несмотря на высокую теплопроводность и теплоемкость меди. При помощи данной технологии будут изготовлены опытные образцы короткозамкнутых роторов для мощных асинхронных двигателей. Это поможет создать принципиально новое оборудование для подводных комплексов нефте- и газодобычи», — сообщил агентству ТАСС Евгений Колубаев.
Демонстрация малоформатного образца электронно-лучевой аддитивной системы в 2017 году
По словам директора, напечатанная обмотка позволит достичь характеристик, требуемых для изготовления асинхронных электрических машин мощностью до 32 МВт с частотой вращения до 8000 об/мин. Подобные машины необходимы для производства газоперекачивающих аппаратов в подводных добычных комплексах и подводных компрессорных газоперекачивающих станциях, которые Россия не производит и вынуждена была закупать за рубежом.
Опытные образцы роторов передадут промышленному партнеру для испытаний в мае этого года, начало производства новых российских электрических машин и внедрение в нефтегазовую отрасль запланировано на 2023 год.
Комментарии
Значок радиоактивности - скорее всего электронный луч достаточно приличной энергии применяют.
В целом дешевле и производительнее обычной лазерной печати. Хотя есть свои плюсы и минусы - по Питеру от 350-500 рублей за см3 стоит печать так что мелкая запорная арматура наверное да а вот крупная - навряд ли. Там литьё, например из качественного чугуна с графитом/нанодобавками дешевле будет. Отдельные сложные детали - возможно. Для истинно массового цена печати нержавейкой не должна превышать 2-3 стоимостей её порошка. Порошки стоят сравнимо с титаном нанодисперсным 70нм в керосине, в 2017 70нм титановый порошок порядка 16 тысяч за кг, сейчас кратно дороже - ОЧЕНЬ дорого, порядка 30000руб/кг притом что в РФ делают. Т.е. ниже 120 тысяч за кг в детали ожидать снижения стоимости печати вряд ли обосновано в обозримом будущем данным методом.
Эм, об этом прямым текстом сказано в названии процесса... ЭЛАТ - электронно-лучевая аддитивная технология.
Вопрос в том при каких энергиях электронов в луче и токах печатает, параметры пучка, тип и равномернось подачи материала, возможность неиспользованного регенерации на месте и прочее.
То что запустили гигансткую камеры электронно-лучевой сварки несколкьо лет назад для Ту-160 говорит о потенциальной возможности печати крупных силовых деталей планера ядерных космолётов и передовой воздушной техники. Китайцы давно 5м и более детали печатают.
Нужны принтеры для печати с качественной адгезией проводник+диэлектрик. Рядом материалов для лазерных и прочих применений в т.ч. для саморазмножающейся робототехники я придумал как это делать, что-то испытал, но все вопрос - нужны насосы безмаслянные, у меня других что фор что масляшки нет, глубокий вакуум труднодоступен третей ступенью на отходах одного из производств в малых объёмах непригодно для печати более см2, побольше вакуумная камера и прочее.
Самый большой в мире напечатанный лонжерон крыла из алюминия длиной около 6 метров (Центр сварочной техники и лазерной обработки Крэнфилдского университета, Великобритания)
Китайцы вовсю печатают детали летающих машин, причём титаном.
"Эксперт в области авиационного материаловедения Ванг Хуамин утверждает, что в Китае имеются мощности, позволяющие напечатать раму лобового стекла для авиалайнера C-919 всего за 55 дней при стоимости менее 200 тысяч долларов. Для сравнения, европейские производители тратят как минимум 2 года и 2 миллиона долларов на аналогичную задачу, используя традиционные методы производства."
https://3dtoday.ru/industry/chinese-record-three-dimensional-printer-printing-shestimetrovye-model.html
Титановая деталь ИСТРЕБИТЕЛЯ 5 ПОКОЛЕНИЯ, напечатанная из титана в КНР
Самое большое что видел на фото было порядка 5м на несколько и массой в тонну/часть - часть центроплана где крылья крепятся была также титановым сплавом отпечатана.
Мелкой серией у них здоровенной рабочей зоны принтеры есть в верхнем углу правом:
Тот принтер что разработали китайские инженеры и изготовили китайские рабочие возможно из русского алюминия большей частью по массе - стоит в 2м от меня. Наши пока недоступны или плохо печатают - у меня в 2014 был - сдал ввиду ненадёжности.
А вот это то что можно превратить в самый большой в мире 3D/5D электрорнно-лучевой принтер, способный распечатывать ЦЕЛИКОМ например планер космоплана небольшого или его крупные части:
https://naukatehnika.com/tu-160-cex-elektronno-luchevoj-svarki.html
Очень круто! Статью напишите по этой теме?
Значок радиоактивности на камере дефектоскопа.
Насчет цены порошков - шкуру дерут. Технология получения нанопорошков существует еще со времен СССР и была относительно дешева. Т.н. молекулярная пыль. Правда производительность установок была невелика, но это и понятно, чисто для лабораторий.
Тут наплавка проволоки.
Может быть но вряд ли на переднем плане модель 2017 года для среднего размера деталей. Кроме того гамма-лучевой дефектоскоп - зачем окна и вакуум? Там стенка из свинцовых блоков и прочее применяют. По периметру двери белое уплотнение идёт.
крупные детали нужно рассчитывать исходя из оптимальной структуры которая будет заполнять в пространство между внутренними и внешними стенками. Прочность будет сопоставимая а вес намного меньше (а скорость печати выше по сравнению с режимом 100% заполняемости).
Используется 3-4 уровневое и выше структурирование - так можно снизить массу конструкции при большей общей прочности и надёжности. Мне в 2011-2012 удалось найти один из таких вариантов на арамид-арамиде с нанодобавками - можно иметь поверхности как очень жёсткий пенопласт армированный - в США для авиации такой делали, вот только удельная прочность не как у пенопласта в а конструкции 0,9 от равной по массе корке углепластиковой. То что ДЕЛАЛ 3 уровня структурирования с попыткой частично успешной 4-го - открытые сотовые панели с гладкой внешней поверхностью и 5-го, когда слоистую панель, правда без сот выраженных, я был стеснён в возможностях, делал. Для дронов ил лёгкой авиации, был Заказчик которому нужно было на крышу пассажирской кабины, ныне умерший, экспериментировал.
Можно в серии делать корки для крыльев и прочее. Причём с переменной гибкостью обшивки - мне неизвестны с такими ТТХ никакие иные материалы с равной или большей удельной прочностью, к тому же терпящие слом с восстановлением - уголь колется и на выкид.
ну сейчас натравят нейронные сети чтобы подбирали квази-оптимальный вариант заполнения - и вперёд. Такие работы уже делали для простых структур.
Это всего ОДИН уровень, максимум два если речь ещё и о материале печати идёт или двойном структурировании, я говорил о другом. Себестоимость материала 1г золотом за кг и ниже в разы можно выполнить, а у таких этого не получится ввиду ряда причин таких как стоимость и амортизация оборудования. дороговизна некоторых материалов дороже мной применяемых и прочее. Кроме того я могу делать переходы от жёсткого пластика к мягкому в одном материале как постоянно так и изменяя.
хм, ну тогда что-то вроде нанотехнологий описанных в книге "Цветок камнеломки" )))
так как кроме объемной макроструктуры и материала других уровней то на ум и не приходит. дальше только идут нанотехнологии с выращиванием готового изделия из принципиально новых материалов да ещё и со структурой заданной на атомарном уровне (как кристаллы).
Дальше только уже техномагия - в виде силовых полей, которые поддерживают материальную структуру, и которые берут энергию из других измерений.
3д-принтер на меди, ишь до чего техника дошла...
Как я понял из презентации, делают заготовки с формой близкой к заданной, а потом тщательно обрабатывают напильником.
Ну проволочная наплавка не самый точный процесс, пока что.
Если точно можно микроны иметь. Но это долго. Полезно для ряда видов электрофизической аппаратуры, в т.ч. для производства электронных пушек самих 3-5D принтеров.
А разве традиционным способом не лучше качеством? Возможно медленнее будет, но для таких крупных машин наверно скорость не критически важна, тем более что их не нужно тысячами делать?
Вообщем случае нет. Качество деталей произведённых с помощью ЭЛАТ не уступает, а то и превосходит традиционные методы.
Американцы вот уже печатают ракеты, с помощью этой технологии
Дороже чем как Маск. Двигатели - другое дело, там оправдано а тут - понты.
Ну тем не менее факт есть факт. Впрочем наши тоже уже печатают детали для ракет, а ребята с военмеха и движки.
если штук 10 надо сделать, то горизонтальное масштабирование рулит. технология двойного назначения в чистом виде. в случае чего - можно производственные центры делать очень компактными и разнесенными в пространстве. Да ещё и людей почти не требующие.
Это для саморазмножающейся робототехники - НЕ ДЛЯ ЛЮДЕЙ. Вы своё уже время упускаете. Будете вторыми. Впрочем первыми Человек на Земле никогда не был - Земля это планета не гуманоидов и вполне себе живая как система. Гуманоиды не могут образовывать устойчивых систем но нужны некоторые для определённых функций, входят в симбиотические системы в т.ч. с негуманодиами небиологических типов которыми занимаюсь..
При литье или штамповке внутренние напряжения остаются. При спекании - нет.
Плюс формы изделия могут быть любой сложности.
Ну не то, чтобы совсем любой.
"асинхронных электрических машин мощностью до 32 МВт с частотой вращения до 8000 об/мин. Подобные машины необходимы для производства газоперекачивающих аппаратов"
-Что за мощные насосы в 32 мВт под водой ? Нас опять тянут на Марс ? )))
Напомнило о вящей необходимости мощных видеокарт - "без них никуда ... биткоин не маинится , видеоигры не играются, видео с сочинских пляжей не отредактируешь..."
это может быть ещё двойного назначения.
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
Жутко дорого. Вакуум - тот ещё гемор. И масштабирование очень сильно роялит.