В лаборатории лазерной графики Института автоматики и электрометрии СО РАН разработали трехмерный лазерный принтер для аддитивного изготовления металлических и керамических моделей. Спектр применения 3D-принтера обширен, его возможности могут быть использованы как в военной индустрии, так и в ювелирной промышленности и в медицинских разработках.
Виктор Корольков около 3D-принтера
В рамках гранта по развитию центра коллективного пользования ученые ИАиЭ СО РАН создали уникальную установку — трехмерный лазерный принтер для изготовления изделий из порошков металла. В аквариуме рассыпается порошок, из которого в процессе плавления непрерывным лазером мощностью в 500 В выращивается необходимый материал. Для того чтобы не происходило окисление, объем резервуара заполняется азотом. 3D-принтер способен выплавить сложнейшие и мельчайшие изделия.
Два таких прибора работают в Новосибирском государственном техническом университете и в Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН. Кроме того, подобный лазерный принтер действует на Новосибирском приборостроительном заводе.
В настоящее время перед учеными стоит задача создания установки, которая будет с высокой точностью фокусировать лазерное излучение в нужную область и рассыпать порошок тонким равномерным слоем. Расчетом оптимальных технических характеристик 3D-принтера занимаются научные сотрудники НГТУ. В свою очередь, ИХТТМ СО РАН разрабатывает новые материалы с определенными свойствами, ведь для трехмерной печати подходят только конкретные типы металлов и сплавов.
В ИАиЭ СО РАН установка используется для печати сложных изделий и разработки новых технических решений. Так, лазер позволяет создавать детали и из такого сложного материала, как керамика. «Для изготовления изделий из керамики нужны массивные прессы, высокие температуры и определенные формы, необходимо подбирать состав, режим обработки, газовую среду. Всё это ограничивает итоговое изделие, — прокомментировал заведующий лабораторией дифракционной оптики ИАиЭ СО РАН доктор технических наук Виктор Павлович Корольков, — а лазерная печать позволяет, например, вырастить шар с внутренней полостью, что невозможно сделать обычными методами штамповки керамики».
Если этот принтер формирует детали из металлического порошка, то другая установка, наоборот, удаляет материал лазерным излучением. Лазер мощностью в 20 В очень короткими импульсами (фемто- и пикосекундные) дает возможность срезать часть материала и создавать изображения на мельчайших фрагментах металлов, прозрачных оптических деталях и кремниевых светочувствительных пластинах. Результат превосходит привычные методы гравировки, ведь размер инструмента всего 10 микрометров.
«Наука в Сибири»
Фото Глеба Сегеды
