В России разработали линейку порошковых материалов

Новая линейка отечественных порошковых материалов из алюминия позволит значительно сократить сроки изготовления деталей по сравнению с классическими методами. Об этом было сказано в рамках Научно-практической конференции «Алюминий в промышленности: новые технологии сварки, наплавки и аддитивного производства», состоявшейся в ходе 25-й Международной выставки сварочных материалов, оборудования и технологий Weldex. Участие в мероприятии приняли ведущие специалисты отрасли в области технологий и материалов, включая представителей Ассоциации Развития Аддитивных Технологий (АРАТ), Института легких материалов и технологий (ИЛМиТ), Чувашского государственного университета, компании Авиаль, Алюспэйс, НП АПРАЛ и др.

Руководитель проектов ИЛМиТа Иван Грушин рассказал о разработке новых порошковых сплавов для селективного лазерного сплавления. Среди них — высокопрочный сплав РС-320 системы Al-Si, демонстрирующий предел прочности до 370 МПа после термообработки (Т6) и до 430 МПа после отжига. Скорость печати таким порошком достигает 45 см?/ч. Это позволяет создавать корпуса раздаточных коробок электроквадроциклов за 36 часов, а коллекторов автомобилей — за 25. Существенно сокращает время изготовления деталей. Сплав РС-333 обладает высокой теплопроводностью (188 Вт/м·К), позволяя создавать теплообменные агрегаты со сроком изготовления 2 дня вместо 14 дней по классической технологии. При этом масса детали уменьшается на 65%. Сплав РС-553 с пределом прочности 470 МПа и пределом текучести 435 МПа не требует закалки и подтвердил коррозионную стойкость в морской воде.

В последние годы мировой рынок аддитивных технологий стремительно растет — в 2025 году достиг 24,2 млрд долларов, прибавив 10,9% к 2024 году. Услуги 3D-печати показали еще более высокую динамику (+15,5%), продажи оборудования выросли на 3,6%. Согласно ожиданиям экспертов, к 2034 году объем мирового рынка аддитивных технологий достигнет 115 млрд долларов.

Как отметила в своем выступлении исполнительный директор АРАТ, вице-президент по развитию неядерных продуктов и технологий АО «ТВЭЛ», д.т.н. Ольга Оспенникова, российский рынок аддитивных технологий также демонстрирует устойчивый рост. По итогам 2024 года его объем достиг 18,4 млрд рублей, а в 2025 году превысил 20 млрд рублей. При этом, к 2030 году он может увеличиться в 2,5 раза — до 58,2 млрд рублей. При этом структура рынка существенно отличается от мировой: если в мире доминируют услуги 3D-печати (49%), то в России основная доля приходится на оборудование (54%, или 10 млрд рублей) и материалы (24%, или 4,4 млрд рублей). При этом отраслевая структура рынка в России смещена в сторону космоса (26%), авиации (23%), нефтегаза (19%) и атомной промышленности (13%). В мире же доминируют автомобилестроение (30%), авиация (21%) и медицина (18%).

В фокусе внимания оказалась технология проволочной дуговой наплавки (WAAM). Ключевое преимущество WAAM — возможность печати крупногабаритных изделий (более 1 метра) с высокой скоростью (до 2 кг/ч по алюминию) и коэффициентом использования материала до 90%. Это открывает принципиально новые возможности для космической отрасли, судостроения и энергетики. Представлены успешные примеры печати алюминиевых топливных баков и элементов силовых установок для ракет, корпусных деталей подводных аппаратов и коробок передач.

Компания «АЛЮСПЭЙС» представила опыт сварки алюминия в крупногабаритных витражных системах. На производстве используется комплекс лазерной сварки с мощностью источников 1,5; 2 и 3 кВт. Для раскроя крупногабаритных листов длиной до 12 метров применяется стол лазерного раскроя 3500?12000 мм с поворотной головой и мощностью источника 15 кВт. Предварительная сборка изделий с временной фиксацией выполняется с помощью сварки полуавтоматом и роботами.

Перспективным направлением названа сварка трением с перемешиванием (СТП). Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова представил результаты многолетних разработок в области СТП. Эволюция твердости сплава АД31 после СТП и искусственного старения показывает восстановление механических свойств в зоне шва. Технология СТП успешно применена для сварки композитного материала Al-C — как вдоль, так и поперек направления проката. Также отработана сварка разных сплавов алюминия с равенством свойств по шву. Для строительных конструкций отработана сварка балки за один проход из сплава Д16Т, а также сварка балки коробчатого типа.

Компания «Авиаль» представила полную линейку проволоки из алюминиевых сплавов. Компания выпускает прутки для TIG-сварки и пайки, а также проволоку для MIG-сварки и аддитивных технологий. При этом, в компании отмечают контроль качества выпускаемой продукции, включающий целый ряд процедур: параметры свободного витка, навивка проволоки на свой диаметр, салфеточный тест, испытание скольжения проволоки через контактный наконечник, твист-тест (выявляет скрытые дефекты поверхности после скальпирования), экспресс-тесты сварки (трёхслойная наплавка, Т-образная проба), оценка пористости, РГК сварного соединения по ГОСТ 10042 и проба Холдкрофта для оценки способности противостоять горячим трещинам. 

«Высокие компетенции российских инженеров и ученых в области сварки алюминия создают мощный задел для технологического лидерства. Мы видим, как новые технологии находят применение в самых разных отраслях: от вагоностроения и машиностроения до космоса и судостроения. Алюминий становится основой для инноваций, которые определят облик нашей промышленности в ближайшие десятилетия», — отметил председатель Алюминиевой Ассоциации Артём Асатур.