В Томске на небольшом предприятии «Передовые порошковые технологии» разрабатывают материалы для литья сложных металлических деталей по технологии PIM (Powder Injection Molding). Они не только смогут заменить импортные, но и превосходят их по технологическим и экономическим параметрам. Это полностью отечественная технология, а не воспроизводство (копирование) западной.
Как сообщают создатели, «при производстве сложных изделий из металла вырезается сначала одна часть, потом другая, что-то фрезеруется, сверлится, нарезается резьба. Когда таких деталей надо, например, тысячу, возникают очевидные сложности. PIM технологии — это литье из мелкодисперсных смесей металлов и полимеров, когда по одной форме, изготовленной традиционным способом, можно сделать хоть десять тысяч деталей».
В качестве материала в PIM используют фидстоки — гранулы, состоящие из порошка металлов и связующего полимера. Их расплавляют, затем металлическое «тесто» заливают в форму и охлаждают, получая изделие нужной конфигурации.
В России фидстоки не выпускают — используют импортные, хотя после введения «санкционных» ограничений некоторые компании пробуют воспроизвести зарубежные материалы. Томские ученые особо подчеркивают, что разрабатывают не замещающую, а собственную технологию, которая поможет упростить и удешевить процесс.
Фидстоки содержат металлические частицы размером 10-20 микрометров и каркасообразующие полимеры, которые удаляются только при нагревании до достаточно высоких температур — порядка 500 градусов по Цельсию. Наши разработчики предлагают добавить в порошок наночастицы, благодаря чему смесь будет спекаться уже при 180-200 градусах, и от части полимеров можно будет отказаться: «Между микронными частицами есть пустота, а нанопорошок существенно меньше, он заполнит пробелы и снизит пористость изделия, повысит его прочность. Это также заметно удешевит процесс».
Кроме того, в стандартной технологии порошок для фидстоков получают из готового сплава, например, частицы нержавеющей стали, кроме железа, содержат другие компоненты — хром, никель, медь, алюминий. Томичи получают порошок низкоуглеродистой стали и к нему добавляют наночастицы элементов, необходимых для придания сплаву заданных свойств. Таким образом, можно будет проектировать и конструировать материалы под конкретную задачу, а также создавать новые композиты.
Детали из порошковых материалов применяются в автомобилестроении, станкостроении, при производстве магнитов, в текстильной промышленности, при изготовлении часов, фарфора, в медицине и стоматологии. Для Роскосмоса, авиации, оборонных предприятий в компании «Передовые порошковые технологии» работают над специальными смесями с добавлением наночастиц титана, вольфрама и других металлов с особыми свойствами.
Разработку компания ведет совместно с Институтом физики прочности и материаловедения и Сибирским физико-техническим институтом, расположенными в Томске. Начать производство продукта планируется в 2019 году. Проект поддержан Фондом содействия инновациям по конкурсу «Развитие-НТИ» в размере 10 миллионов рублей.
