Специалисты «Росатома» завершили создание всеобъемлющей базы данных, содержащей информацию о свойствах российских материалов, полученных методом селективного лазерного плавления (СЛП). Предполагается, что использование этой базы данных позволит сократить время поиска подходящих материалов для производства сложных металлических изделий, применяемых в авиационной и космической отраслях, атомной энергетике, энергетике и двигателестроении (в областях, где необходимо изготовление сложных деталей из металлических сплавов), на 3-5 раз. Разработка базы данных осуществлена экспертами Института «Росатома» в Сарове в рамках Единого отраслевого тематического плана госкорпорации «Росатом». Новизна разработки подтверждена патентными исследованиями.
На текущий момент база данных включает в себя свыше 60 ключевых параметров материалов, таких как сплавы, металлопорошковые композиции и стали, произведенные как традиционными способами, так и с использованием различных аддитивных технологий. В ней содержатся сведения от состава порошков и характеристик композитов до технологий изготовления заготовок, методов постобработки и контроля качества продукции. Кроме того, база данных включает данные испытаний и унифицированные аддитивные методики, предназначенные для стандартизации процессов. В ходе исследований было выявлено, что основные механические свойства материалов, изготовленных аддитивными методами, не хуже, а в некоторых случаях и лучше, чем у материалов, полученных традиционными способами, и отличаются меньшей вариативностью от образца к образцу.
Благодаря использованию базы данных отпадает потребность в продолжительных испытаниях, качество продукции улучшается за счет стандартизированного контроля, затраты оптимизируются за счет применения унифицированных решений и использования накопленного опыта, а возможности проектирования геометрии готового изделия значительно расширяются.
По информации научного руководителя направления научно-технологического развития госкорпорации «Росатом» «Материалы и технологии», первого заместителя директора частного учреждения «Наука и инновации» (являющегося частью «Росатома») Алексея Дуба, использование конструкторов комплексных баз данных свойств материалов позволяет значительно уменьшить время, необходимое для разработки и производства деталей. «Использование базы данных позволит ученым избежать проведения дополнительных расчетов и исследований. Накопленный опыт станет доступен всей отрасли. Это обеспечит возможность быстрого обмена данными и результатами работы между специалистами из различных учреждений. Учитывая необходимость проведения дополнительных испытаний, проектирование и изготовление деталей станет более экономичным. База данных, таким образом, представляет собой единый источник достоверной информации, который планируется постоянно расширять и обновлять, увеличивая возможности ее применения» , — отметил он.
Интеграция базы данных с технологической линией автоматизированного синтеза новых конструкционных материалов, разработанной учеными «Росатома» и впервые представленной на Форуме будущих технологий в феврале 2025 года, позволит создавать и тестировать до десяти уникальных составов конструкционных материалов ежедневно. Это создаст предпосылки для разработки перспективных материалов, предназначенных для атомной и термоядерной энергетики, космической отрасли и производства медицинских имплантатов. Автоматизированный синтез позволит значительно сократить время, необходимое для создания новых материалов, с нескольких лет до нескольких месяцев.
Справка
Селективное лазерное плавление (SLM) – технология аддитивного производства, позволяющая создавать металлические детали методом 3D-печати. Суть метода заключается в послойном расплавлении металлического порошка лазерным лучом, что обеспечивает получение плотных и прочных изделий сложной формы. Процесс требует использования инертной атмосферы и вспомогательных конструкций для эффективного отвода тепла. SLM используется для производства высокопрочных металлических деталей, в частности, в авиационной отрасли (для снижения веса корпусных элементов и лопаток турбин), медицине (изготовление имплантатов) и автомобильной промышленности (производство компонентов двигателей).
Аддитивные технологии (3D-печать) выступают одним из ключевых факторов развития российской промышленности, позволяя отказаться от традиционных конструкций и находить новаторские решения для сложных инженерных задач. В атомной отрасли свыше 30 организаций используют аддитивные технологии в производственном цикле. Задачи по обеспечению аддитивного производства «Росатома» собственными разработками решены, что важно для стабильности бизнеса и снижения зависимости от зарубежных поставщиков.
На Форуме будущих технологий в феврале 2025 года «Росатом» впервые продемонстрировал технологическую линию автоматизированного синтеза новых конструкционных материалов. В рамках дорожной карты проекта запланирована разработка программного обеспечения, использующего методы искусственного интеллекта для автоматического подбора оптимальных параметров синтеза. Эта система будет анализировать характеристики полученных образцов, совершенствовать рецептуру и обеспечивать создание оборудования для синтеза сплавов заданного состава.
Информация и фото предоставлены госкорпорацией «Росатом»