«Пушки» смотрят в космос

Ученые ТУСУР выиграли грант, который даст возможность вплотную заняться разработкой оборудования, позволяющего получать нанопорошки, осуществлять электронно-лучевую наплавку и создавать трехмерные изделия методами послойного спекания.

- Уникальность установки, которую нам предстоит создать, заключается в возможности вывода пучка электронов в атмосферу. Наш научный коллектив достаточно давно работает по тематике электронно-лучевых технологий, важной разработкой является пушка с плазменным эмиттером. Полученные нами разработки нашли свое применение в оборудовании, которое уже много лет работает на предприятиях Росатома, некоторых металлургических и электронных предприятиях.

Но существенным ограничением применяемых технологий является необходимость использования дорогих вакуумных систем. Вывод пучка в атмосферу позволит кратно удешевить оборудование на основе электронно-пучковых технологий, поскольку можно будет обойтись без вакуумной камеры, сама установка будет стоить дешевле, - поясняет руководитель проекта, доктор технических наук, профессор Николай Ремпе.

Ученые ТУСУР уже провели эксперименты. Сейчас перед исследователями стоит задача – создать более мощную и универсальную опытную установку, с помощью которой можно будет получить вне вакуума электронный пучок, обладающий заданными свойствами. Такой пучок можно будет использовать для решения конкретных производственных задач. Создаваемая установка будет дешевле аналогов, представленных на рынке.

Основная задача, которую предстоит решить с помощью создаваемого оборудования – производство композиционных нанопорошков. Пока наибольшее применение нашли технологии, основанные на метод химического синтеза и газофазных методах. Получение нанопорошков с помощью электронных пучков оказывается наиболее эффективным, поскольку позволяет получить нанопорошки с минимальной загрязненностью и использовать более универсальное и дешевое исходное сырье.

Однако разрабатываемое по проекту вневакуумное электронно-лучевое оборудование на основе электронной пушки с плазменным эмиттером имеет более широкие возможности применения, чем производство нанопорошков. Его можно использовать для реализации различных технологий электронно-лучевой наплавки в атмосфере.

- В настоящее время технологии наплавки реализуются в основном в вакууме. Существующие вневакуумные технологии развиваются на основе электронных ускорителей, которые используют выведенный в атмосферу электронный пучок с энергией в несколько мегаэлектронвольт. Это оборудование громоздкое, крайне дорогое и требует применения специальных мер для защиты персонала от рентгеновского излучения. Применение для вневакуумной наплавки нашей разработки позволит существенно снизить затраты на создание наплавочных установок и защиты персонала, - поясняет Николай Ремпе.

Технологии электронно-лучевой наплавки станут основой для разработки технологических способов конструирования трехмерных изделий методами послойного спекания порошков металлов.

Технология сходна с технологией печати на 3D-принтере. С её помощью можно будет «напечатать» и протез и деталь реактивной турбины.

Кстати

Индустриальным партнером проекта является НЦ «Сигма. Томск» (Томский нанотехнологический центр РОСНАНО).