Компания «Карфидов Лаб» по заказу завода конструкционных материалов «ТехноКарб» (г. Челябинск) разработала установку для трехмерной печати изделий из графита.
Принтер работает по технологии FDM (моделирование методом послойного наплавления) и не имеет аналогов на российском рынке.
С помощью лазерного излучения установка спекает слои углеродной смеси до затвердевания, в ходе которого происходит плавление связующего вещества, полимеризация входящих в сплав органических веществ и другие физико-химические процессы. В итоге на свет достаточно быстро появляется изделие высочайшего уровня прочности.
- Интерес к данной технологии обусловлен её универсальностью. Она позволяет производить самые разные изделия из различных углеродных смесей под практически любые цели. Например, хоккейную шайбу, способную выдержать тысячи ударов клюшкой, принтер напечатает за 4-8 часов (в зависимости от качества исходного материала) - рассказывает ведущий конструктор проекта Виталий Васильев.
Строительным материалом в принтере, который получил название «КарбоПринт», является специальная углеродная смесь из кокса или графита с добавлением связующих веществ. Как любой 3D принтер, КарбоПринт печатает изделие послойно. Каждый готовый слой обжигается лазером, обеспечивающим изделию ожидаемую прочность. Лазерный луч позиционируется внутри установки системой зеркал с электроприводом. Он позволяет быстро нагреть небольшую область до нужной температуры, благодаря чему происходят необходимые технологические процессы.
Для исключения взаимодействия горячего слоя с кислородом, а также для сбивания частиц пыли на нагретый слой, в корпус и на зеркала принтера подается защитный газ.
Температура слоя во время и после обжига отслеживается с помощью тепловизионной камеры, позволяющей получать точные данные о температуре всего изделия и изменять параметры лазера в процессе работы. Разработанный инженерами «Карфидов Лаб» герметичный корпус дает возможность создать безокислительную среду внутри принтера, уменьшить затраты инертного газа, а также защитить персонал от веществ, выделяющихся в ходе работы. Всё это делает технологию более экологичной, чем другие способы производства аналогичных изделий.
Изделия, изготовленные по данной технологии, имеют высокие физико-механические показатели (плотность до 1,73 г/см3, предел прочности при сжатии до 127 МПа, теплопроводность до 87 Вт/(м*К), удельное электросопротивление не более 14,3 мкОм*м; зольность не более 0,01%) и не уступают большинству изделий из графита, получаемых промышленным способом.
Для справки:
Инновационное предприятие «Карфидов Лаб» (www.karfidovlab.ru) объединяет конструкторов, инженеров и промышленных дизайнеров, что позволяет заниматься разработкой технологичной продукции под ключ. Компания занимается конструированием сложной техники как для потребительского сектора, так и для оборонной промышленности, ведет разработку продукта вплоть до выпуска конструкторской документации, а в некоторых случаях - и изготовления. Среди партнеров компании ведущие научно-исследовательские организации, промышленные и иные компании, такие как: Сколковский Институт Науки и Технологий, Фонд Сколково, НИТУ «МИСиС», Курчатовский Институт, АНО "Гонка Героев" и т.д.
