«Росатом» создал 3D-принтер для выращивания корпусов реакторов

На выставке «Металлообработка» «Росатом» представил самый большой в России 3D-принтер. ИЛИСТ‑2XL разработан и изготовлен в партнерстве с Санкт-Петербургским государственным морским техническим университетом. Эта машина может печатать изделия, вес которых исчисляется тоннами, — ​в частности, сложные по геометрии детали реакторных установок, а в перспективе и корпус реактора целиком.

«Рад представить нашу машину — ​самую большую в России, — ​сказал Илья Кавелашвили, гендиректор компании «Русатом — Аддитивные технологии» («РусАТ», интегратор в области аддитивных технологий в «Росатоме»). — ​Мы идем в тяжелое машиностроение — ​от печати килограммами переходим к печати тоннами. Аддитивные технологии сэкономят нам большое количество материала, повысят производительность труда и качество наших изделий. У «Росатома» большая программа по их внедрению».

Илья Кавелашвили привел в пример печать фланца электрохимического генератора. По традиционной технологии эту деталь изготавливают за семь-восемь месяцев. На принтере выращивают за две недели, полный срок изготовления, с механической обработкой, — ​всего полтора месяца, а себестоимость напечатанного фланца вчетверо меньше.

Еще один пример — выгородка (внутрикорпусное устройство) ядерного реактора. Ее особенность — ​расположенные близко друг к другу теплоотводные каналы глубиной около метра. Просверлить их, точно соблюдая геометрические параметры (идеальный круг в плане с выдержанными расстояниями по всей глубине), сложно. Прорабатывали вариант расположить каналы дальше друг от друга, но так хуже теплообмен. На 3D-принтере каналы получаются ровные, на нужном расстоянии.

Эту машину создали специалисты «Росатома» и Института лазерных и сварочных технологий (ИЛИСТ, входит в Санкт-Петербургский государственный морской технический университет, СПбГМТУ). С 2014 года в ИЛИСТе занимаются прямым лазерным выращиванием. Суть его такова: металлический порошок подается инертным газом в принтер и плавится лазерным излучением. Робот тонкой струей расплава в соответствии с заложенной программой постепенно выращивает изделие в камере, заполненной аргоном. Инертная среда защищает металлы от атмосферных кислорода и азота, из-за которых образуются оксиды и нитриды.

На ИЛИСТ‑2XL можно выращивать изделия, которые вписываются в цилиндр диаметром 2,2 м и высотой до 1 м, из нержавеющих и жаропрочных сталей и никелевых сплавов или их сочетания. Можно сделать так, чтобы в мультиметаллических изделиях определенный металл находился в строго определенном месте.

Ключевая особенность ИЛИСТ‑2XL — ​два шестиосевых робота вместо одного, соответственно, печать идет быстрее — ​до 2,4 кг в час. «Это первая установка, где два робота работают вместе, не мешая друг другу своими температурными полями», — ​пояснил ректор СПбГМТУ, директор и главный конструктор ИЛИСТа Глеб Туричин.

ИЛИСТ‑2XL был смонтирован 11 месяцев назад и с тех пор проходит ресурсные и технологические испытания. Он уже напечатал ставшее знаменитым благодаря «Атомэкспо‑2022» кольцо выгородки реактора ВВЭР, несколько макетов корпусов реактора и множество более мелких деталей. «Любой корпус реактора габаритами меньше 2,2 м на 1 м машина делает вполне удовлетворительного качества, она сейчас проходит сертификацию», — ​сообщил «СР» Глеб Туричин.