Разработка самарского студента в девять раз удешевит 3D-печать металлом

Магистрант Самарского университета имени Королёва Сергей Репин разработал технологию, которая позволит создавать эффективные и дешевые в использовании 3D-принтеры, печатающие металлом. В разработке, уже получившей российский патент, используется технология плавки металла методом индукционного нагрева. Благодаря ей затраты на печать могут снизиться в девять и более раз по сравнению с существующими аналогами. 

Технологий 3D-печати металлом в настоящее время существует немало. В качестве сырья для таких принтеров чаще всего используется металлический порошок, из которого с помощью лазерного или другого высокоэнергетического луча выплавляют слои печатаемого изделия. В роли "чернил" принтера также применяют металлическую нить или филамент, при этом для расплавления обычно применяется мощная электронно-лучевая пушка или лазер. Сергей Репин предложил плавить металлическую нить или проволоку с помощью индукционного нагрева, но при этом использовав другие технические новшества, которые делают технологию уникальной.

"Сейчас готовы прототип печатающей головки и экспериментальный стенд принтера, идут испытания по печати алюминием и его сплавами. Далее в перспективе планируется освоить печать другими металлами", -  рассказал магистрант первого курса факультета информатики Самарского университета Сергей Репин.

Принтер получил название RepInHeat 3D. Точность печати составит - 0,2-0,5 мм. Вес принтера будет менее 300 кг, что в разы меньше, чем у существующих на рынке аналогичных принтеров, весящих от одной до трех тонн. 

Для большей мобильности конструкция RepInHeat 3D сделана модульной. Благодаря новой технологии и использованию в качестве сырья металлической нити или проволоки затраты на печать снижаются в девять и более раз. 

Примерная стоимость RepInHeat 3D в случае серийного промышленного производства составит порядка 4,7 млн рублей, что в два-три раза ниже средней рыночной цены принтеров того же класса. Еще одна отличительная черта самарского принтера - относительно высокая степень безопасности во время его эксплуатации, что снижает требования к рабочему помещению. Кроме того, по словам Репина, разработанная им технология совместима с большинством ЧПУ станков, что значительно удешевит внедрение его разработки. Имеющиеся на предприятиях ЧПУ станки можно переоборудовать под 3D-принтеры, оснастив их печатающими головками от RepInHeat 3D.

Для справки

Созданием действующего прототипа 3D-принтера по металлу собственной конструкции Сергей Репин занялся еще будучи студентом бакалавриата первых курсов института двигателей и энергетических установок Самарского университета. Работу над проектом курировал заведующий кафедрой технологий производства двигателей Александр Хаймович. Консультативную помощь студенту оказывали и другие ученые вуза. В 2018 году молодой инженер с проектом принтера стал победителем  всероссийского конкурса в рамках программы поддержки талантливой молодежи "УМНИК".

В настоящее время готов действующий прототип устройства, получен российский патент. С помощью RepInHeat 3D изготовлены экспериментальные образцы изделий из металла. Сейчас Сергей Репин продолжает обучение в магистратуре факультета информатики Самарского университета. Полученные здесь знания он рассчитывает применить для совершенствования программного обеспечения своей разработки, чтобы сделать устройство более простым и удобным в настройке и обслуживании.

До разработки принтера по металлу Сергей еще школьником в 16 лет собрал принтер по пластику. Физикой он увлекся задолго до того, как этот предмет появился в его школьном расписании - еще во втором классе. В четвертом классе Сергей на выставке познакомился с доцентом кафедры АСЭУ (автоматических систем энергетических установок) Самарского государственного аэрокосмического университета (СГАУ, ныне Самарский университет) Владимиром Илюхиным, который вдохновил его на научную деятельность. А в пятом классе он начал ходить к нему в робототехнический кружок, работавший в СГАУ. 

Фото: Виктория Виноградова