Прямое лазерное выращивание: оборудование, применение, детали, скорость, конкурентная себестоимость

Бабкин Константин Дмитриевич, начальник отделения аддитивных технологий ИЛИСТ СПбГМТУ.

VII Санкт-Петербургский Промышленный Конгресс. Организатор ВО «РЕСТЭК».

Команда не только печатает детали, но и разрабатывает аддитивное оборудование, а также выполняет изготовление на заказ. В парке есть 7 установок прямого лазерного выращивания и 1 установка SLM, плюс участок постобработки.

Основная технология — прямое лазерное выращивание крупногабаритных металлических изделий. Она позволяет получать цельные детали за счёт наплавки порошка по заданной траектории; типичный размер изделий — от 30 см до 2 м, есть и трёхметровые примеры.

Это не «мелкая печать», а производство действительно больших заготовок. Приведены примеры: заготовка для Росатома массой 800 кг, а максимальная масса выращенной заготовки приближается к 2 тоннам.

Экономика технологии выгодная, особенно по сравнению с SLM и в ряде сложных материалов — с литьём. Это объясняется более дешёвыми порошками и высокой производительностью; на 12-кВт лазере достигнуто около 7,5 кг/ч.

Технология особенно полезна для сложных и срочных задач. Для примера: рабочее колесо для нефтехимии массой 600 кг было изготовлено за 40 суток, тогда как традиционное литьё в текущих условиях заняло бы около полутора лет; по срокам это в 3–4 раза быстрее.

Есть и высокопроизводительные кейсы. Образец массой 320 кг из никелевого сплава ВЖ 159 был изготовлен за двое суток, при этом точность на таких деталях — около ±1 мм по поверхности.

После печати обязательны термообработка и механическая обработка. Это нужно для снятия напряжений и доведения детали до нужных допусков и посадок; в цехе есть печи и набор мехобработки, включая фрезерную, токарную, токарно-фрезерную, эрозионную и лазерную резку.

Качество контролируется жёстко и подтверждается испытаниями. Детали сравнивают с горячим прокатом и литьём, проверяют металлографию, прочность, текучесть, ударную вязкость, трещиностойкость, усталостную прочность и коррозионные свойства.

Используются отечественные порошки. Называются российские производители для стали, никелевых, алюминиевых и титановых порошков; всего упомянуто около десяти производителей.

Технология развивается в сторону новых машин и периферии. Линейка оборудования включает модели с разной производительностью, а также станции рециркуляции, просеивания и пневмотранспорта для SLM.