"Броня" для металла: "Калашников" заинтересовался технологиями ТГУ

ТОМСК, 30 янв – РИА Томск. Представители концерна "Калашников", побывавшие в Томске с визитом, заинтересовались разработками ученых Томского госуниверситета (ТГУ) в сфере легких сплавов, новых покрытий, "металлической" 3D-печати. Что может сделать промышленную продукцию легче, прочнее и устойчивее к специфическим повреждениям – в материале РИА Томск.

Бурное развитие

Главный технолог АО "Концерн "Калашников" Алексей Смирнов на встрече с ректором и учеными ТГУ отметил, что компания заинтересована во взаимодействии с научными организациями для развития своего потенциала:

"Нам нужна наука, чтобы не стоять на месте. Мы очень долго варились в собственном соку и последние пять лет очень бурно развиваемся, но нам иногда не хватает доли инноваций, которые приходят именно с наукой".

Вузам такое партнерство тоже необходимо. Как сказал ректор ТГУ Эдуард Галажинский, для них важно "инсталлировать процесс быстрого перевода знаний в продукты и инновации":

"Для нас это стратегическая история, и мы оцениваем это как важную работу по перестройке университета. Университет имеет ресурсы, и мы сами вкладываемся в проект, чтобы к науке и образованию добавить еще и инновационную составляющую. В России это идет тяжело, все пытаются завести эти процессы внутрь университета, но мы с бизнесом двигаемся на разных скоростях, и все разваливается.

Мы (ТГУ) пытаемся делать инновационные экосистемы, создавать малые предприятия, инжиниринговые центры и рассматриваем варианты создания коммерческих структур совместно с партнерами", – цитирует ректора пресс-служба ТГУ.

Как рассказал РИА Томск проректор по научной и инновационной деятельности ТГУ Александр Ворожцов, по итогам визитов в лаборатории и научные центры университета представители "Калашникова" особо заинтересовались новыми материалами и производственными технологиями, которые помогут по-новому работать с металлами или придать им новые свойства.

Легкие сплавы и порошковые технологии

Металлургия в ТГУ сильна: минувшим летом университет вошел в группу 101-150 предметного Шанхайского рейтинга по этому направлению. Это удалось за счет фундаментальных исследований по металлургии легких сплавов и композиционных материалов. Которые, к тому же, оказались очень интересны с практической точки зрения. Так, ученые смогли серьезно улучшить свойства металлических изделий:

"Мы вводим в расплав тугоплавкие (то есть неметаллические) наночастицы, которые комплексно повышают его свойства. Например, могут увеличивать прочность на 50% от исходной, а также пластичность металла. Часть подходов уже отработана на НПЦ "Полюс", – рассказал РИА Томск старший научного сотрудник научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов Илья Жуков.

По его словам, представители концерна "Калашников" особенно интересовались вопросами, связанными с порошковой металлургией. Ее особенность в том, что с помощью металлических порошков можно делать такие сплавы, которые нельзя получить обычным литьем. А значит, можно создавать готовые изделия с управляемыми характеристиками.

"Сейчас нет отечественной технологии по изготовлению изделий из порошковых металлических материалов методом литья под давлением. Разработка таких технологий – большая задача в области импортозамещения, за которую пока никто не взялся, а у ТГУ есть в этом компетенции и возможность собрать команду", – говорит Жуков.

Печать металлом

Аддитивные технологии, то есть возможность "напечатать" деталь сложной конфигурации, стали новой ступенькой развития промпроизводств. Один из самых недорогих и потому наиболее распространенных методов – экструзионная печать. Но до недавнего времени она позволяла производить только детали из полимеров или легкоплавких металлов…

"В последнее время появились публикации, в которых рассматривается возможность применения такой печати для изготовления металлических деталей – метод Multiphase Jet Solidification (MJS).

Предлагается формовать так называемую "зеленую" деталь с помощью экструзии полимеров, наполненных металлическими или металлокерамическими порошками. После чего полимер удаляется, а металл спекается в вакууме", – рассказывает доктор технических наук, завлабораторией ИФПМ СО РАН Марат Лернер.

Процесс MJS пока не нашел применения из-за низкой текучести имеющихся полимерных составов, наполненных металлическими порошками (фидстоков). Но ТГУ и ИФПМ СО РАН сумели найти решение:

"Совместная разработка велась за счет средств субсидии, предоставленной Минобрнауки РФ в рамках ФЦП "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 – 2020 годы".

Нами были разработаны фидстоки на основе бимодальных композиций нано- и микрочастиц, с текучестью на уровне полимерных материалов, вследствие чего появляется возможность формования экструзионными 3D-принтерами твердосплавных и металлокерамических деталей со сложной геометрией, получение которых другими аддитивными методами затруднено или невозможно", – рассказывает Лернер.

Сегодня ученые вышли на стадию опытно-промышленного применения и активно ищут промышленных партнеров для внедрения технологии.

"Ее можно использовать как на крупных предприятиях типа АО "Калашников", так и на сравнительно небольших производствах для изготовления деталей стрелкового оружия, биорезорбируемых имплантатов с антимикробной активностью для медицины, сильноточных контактов, твердосплавных резцов сложной формы, теплопроводящих корпусов мощных электронных приборов, компонентов авиационных газотурбинных двигателей и другого", – пояснил Лернер.

Новые покрытия

Повышенную прочность, термостойкость и прочие качества металлу можно придать, нанося разные покрытия. Уже более 20 лет научная группа материаловедов ТГУ во главе с директором научно-инновационного образовательного центра "Микроплазменные технологии" профессором Анатолием Мамаевым занимается исследованиями в области физических и химических процессов на границе раздела двух сред.

"Под воздействием высокоэнергетического потока (плазмы) химические связи на границах разрываются, и синтезируется новое вещество с уникальными свойствами. Одним из доведенных процессов является формирование наноструктурных покрытий, которые не относятся ни к металлическим, ни к полимерным – это сложные оксидные, карбидные соединения.

Срастаясь с поверхностью одной из сред, они становятся своеобразной броней для металлического изделия – не отслаиваются, имеют очень высокую прочность при деформации и термостойкость. И, что особенно важно, обеспечивают необходимые функциональные свойства изделия. Для нанесения таких покрытий нами разработан пакет пилотного технологического оборудования с высокой производительностью", – рассказывает Мамаев.

Также он отмечает последние разработки коллектива:

"Разработаны покрытия на ряде металлов и сплавов, которые одновременно являются изоляционными и теплопроводными, радиопоглощающие покрытия в различных диапазонах длины волны. Такие покрытия интересны для электроники. Достигнуты высокие скорости температуропроводности и хорошие изоляционные свойства.

Разработаны каталитически активные покрытия, которые уменьшают концентрацию озона в воздухе. Эти разработки будут интересны для авиационной техники. Их применение позволит поддерживать концентрацию озона в воздухе на необходимом уровне, в том числе и кабине пилота. Особый момент заключается в том, что покрытия не содержат металлы платиновой группы, и при массовом производстве будут иметь невысокую стоимость.

Мы нацелены на создание новых технологий обработки металлов и сталей, которые будут прорывными в этой области и применимы в машиностроении", – подытоживает Мамаев.