Специалисты «Опытного конструкторского бюро машиностроения им. И.И. Африкантова» («ОКБМ Африкантов», входит в Машиностроительный дивизион «Росатома») совместно с учеными ведущего научно-исследовательского института конструкционных материалов завершили комплекс исследований по отработке технологии изготовления элементов реакторной установки РИТМ-200 методом 3D-печати. В результате впервые в России разработана нормативная документация для применения аддитивных технологий при изготовлении оборудования для атомной промышленности.
Ключевая деталь реактора
Речь идет о составной детали насоса третьего контура реактора РИТМ-200 под названием «Колесо». Ее напечатали на производственной площадке «ОКБМ Африкантов» по технологии селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM). Материалом для изготовления послужила широко применяемая в отрасли нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т.
Получению технических условий и технического решения на изготовление детали предшествовала серия совместных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ специалистов дивизиона и сотрудников бизнес-направления «Аддитивные технологии», а также масштабный комплекс исследований, включая многоцикловые испытания, которые подтвердили высокое качество изделия и безопасность его эксплуатации.
Долгий путь к результату
Первый образец в рамках НИОКР был распечатан еще в 2018 году, последний – в начале 2025 года (его испытания завершились в мае-июне прошлого года). Применение технологии SLM открывает широкие возможности в области проектирования и производства новых серийных изделий, деталей и узлов повышенной конструктивной сложности и повышенной прочности.
Экспертные оценки
«При использовании аддитивной технологии селективного лазерного сплавления нержавеющая сталь марки 12Х18Н10Т приобретает новые механические и эксплуатационные свойства. Это расширяет область применения материала, повышает надежность и эффективность изделий. Разработка нормативной документации и подтверждение характеристик материала формируют устойчивую техническую и нормативную основу для его дальнейшего промышленного использования в составе оборудования реакторных установок», – отметил руководитель центра аддитивных технологий в «ОКБМ Африкантов» Александр Лукоянов.
Директор бизнес-направления «Аддитивные технологии» Илья Кавелашвили добавил: «Применение аддитивных технологий обеспечивает высокую повторяемость результатов, минимизирует количество материала и сокращает время на изготовление деталей. По нашим расчетам, длительность производственного цикла для изделия «Колесо» при аддитивном производстве было сокращено на 20%».
Технологический прорыв
Технология селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM) – это передовой метод аддитивного производства (3D-печати), который использует лазерный источник энергии для послойного полного расплавления металлических порошков, создавая из них высокоточные, плотные и прочные трехмерные изделия, сложные по геометрии.
Ранее «ОКБМ Африкантов» уже изготавливало изделия для РИТМ-200 с помощью аддитивных технологий, но они не предназначались непосредственно для работы в энергетической установке. Успешная реализация этого проекта позволила расширить границы внедрения аддитивных технологий для изготовления оборудования для атомной промышленности.