Авиационная отрасль генерирует миллион тонн выбросов CO2. Производство наносит существенный вред окружающей среде. Создание прочных деталей из титана, применяемых в конструировании, оставляет после себя заметный углеродный след.
Дмитрий Ковальчук, директор предприятия “Червона Хвиля”, рассказал, как украинская компания с помощью 3D-печати ищет решение этой проблемы.
3D-печать, которая уже массово используется в легкой промышленности, может помочь и в металлургии, ведь экономия материала многократно уменьшает выбросы CO2. Эта технология способствует сбережению энергии для добычи и обработки сырья. Инноваторы из украинского предприятия “Червона Хвиля” решили адаптировать трехмерную печать для создания прочных деталей, и разработали и запустили в эксплуатацию собственную установку, которая умеет печатать сверхстойким металлом – титаном.
О компании
Более 20 лет компания “Червона Хвиля” занималась высокотехнологичными процессами.
“В целом, Украина является мировым лидером в разработке электронно-лучевых технологий и многих других высокотехнологичных металлургических процессов. Кроме этого, в Украине всегда был очень развит титановый комплекс”, – утверждает Дмитрий Ковальчук.
“С какого-то момента мы поняли, что мировая металлургическая промышленность, особенно в применении дорогих материалов, движется в сторону ресурсосбережения, энергосбережения, ускорение изготовления – так мы и оказались в области 3D-печати. Благодаря выдающимся характеристикам наших электронно-лучевых пушек мы разработали собственную технологию, запатентовали ее, а затем разработали и построили пилотную систему xBeam 3D Metal Printing. Этот экспериментальный 3D-принтер может печатать из металлической проволоки широкий спектр изделий из различных материалов “, – говорит Дмитрий Ковальчук.
Известно, что производство одного килограмма титана включает в себя около 35 кг выбросов CO2 в атмосферу. Если для изготовления необходимой детали традиционным способом расходуется 20-30 кг титана, то с технологией xBeam 3D Metal Printing от украинских разработчиков – только 3-5 кг.
О технологии 3D-печати
3D-принтер – это полностью автоматический процесс. Кроме механики и собственно металлургии, сейчас в компании тестируют и разрабатывают программные решения для автоматического процесса, системы наблюдения и мониторинга качества.
Поскольку основным драйвером развития металлической 3D-печати в мире является аэрокосмическая отрасль, то требования к контролю качества изделий чрезвычайно высоки.
“Мы подписали исследовательские соглашения с ведущими зарубежными компаниями на изучение свойств материалов, получаемых по нашей технологии. Исследования были проведены в независимых исследовательских центрах и они продемонстрировали существенные преимущества свойств и структуры металла, которые мы обеспечиваем именно нашей технологией производства “, – уточняет Дмитрий Ковальчук
По производительности, – уже достигнут показатель 3 кг напечатанных изделий в час, ведь главной характеристикой такой печати является именно расход материала, не количество деталей. При трехсменной работе установки в сутки на ней можно напечатать 35-40 кг деталей, а в денежном эквиваленте потенциальная рыночная стоимость печати составляет не более $ 250-300/кг изделий.
В чем заключается энергоэффективность технологии
“Зеленая” климатическая составляющая разработки заключается в самой сути использования технологии трехмерной печати. Собственно, 3D-печать металлами появилась с целью ресурсосбережения. Так, при производстве 1 кг титана образуется 35 кг выбросов CO2 в атмосферу, а 3D-принтер уменьшает использование титана для производства деталей. Если раньше для килограммового титанового изделия нужно было 10-20 кг материала, то сейчас достаточно 2-3 кг. И разница – это не только сэкономленный титан, это еще и уменьшение вредных выбросов в атмосферу.
Компания получила грант в рамках программы Климатических инновационных ваучеров и привлекла разработчиков программного обеспечения для настройки своего технологического процесса.
“Червона Хвиля” и Британский институт сварки
Британский Институт сварки объявил о партнерстве с украинской компанией “Червона Хвиля” и сделал первый заказ системы 3D-печати титаном xBeam-18 / I для аэрокосмической отрасли Великобритании.
Установка xBeam начнет работу в производственной локации TWI в Кембридже осенью 2019 года. Сотрудничество с “Червоною Хвилею” является частью проекта Open Architecture Additive Manufacturing, который институт запустил в прошлом году. Главная цель – обеспечить британскую аэрокосмическую отрасль широким ассортиментом деталей, созданных по технологии трехмерной печати. Как пояснил Дмитрий Ковальчук, в рамках сотрудничества будет проведена реконструкция сварочной установки Института и добавлена функция 3D-печати.
Заключение
Ощутимая экономия материала, к тому же, с “зеленой” составляющей – это то решение, которого требует промышленность сегодня. Именно актуальность 3D-печати титаном, как климатической технологии, способствовала тому, что компания “Червона Хвиля” получила грант в рамках программы “Климатические Инновационные Ваучеры”. Программа внедряется в Украине Greencubator, которая в свою очередь входит в программу ЕБРР “Центр передачи технологий и финансов в сфере изменения климата” (FINTECC), которая финансируется ЕС.
Ранее “ЭлектроВести” писали, что Greencubator, ЕБРР и ЕС объявили имена победителей V волны программы “Климатические Инновационные Ваучеры”. Ими стали пять украинских компаний, которые получили гранты на общую сумму 100 тыс. евро, то есть каждая по 20 тыс. евро. (ЭлектроВести/Энергетика Украины и мира)