Специалисты Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева разработали и запатентовали инновационное устройство. Оно позволяет в режиме реального времени варьировать состав металлических сплавов в процессе электродуговой 3D‑печати — и тем самым регулировать механические свойства изделия локально, на отдельных участках.
Как сообщили в Минпромторге, себестоимость первой детали, изготовленной с применением новой методики, оказалась почти вдвое ниже, чем при использовании традиционных технологий.
В официальном документе зафиксировано: Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева получил патент РФ № 242465 на полезную модель под названием «Модуль подачи нанопорошка в область активной наплавки в процессе аддитивного электродугового выращивания». Регистрация состоялась 26 марта 2026 года — её осуществила Федеральная служба по интеллектуальной собственности.
Над созданием устройства трудилась группа из шести учёных: Максим Аносов, Антон Лайша, Михаил Чернигин, Дмитрий Шатагин, Наталья Клочкова и Анатолий Баевский.
Как работает технология
Метод WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) предполагает послойное формирование металлической детали из сварочной проволоки с использованием электрической дуги. Чтобы улучшить характеристики материала в конкретных зонах изделия, в расплав добавляют легирующие порошки. Ранее смена состава порошка неизбежно влекла за собой остановку процесса и ручную перенастройку оборудования — это замедляло производство и повышало трудоёмкость.
Разработанный модуль решает эту проблему. Система с полуавтоматическим управлением автоматически подаёт, дозирует и смешивает различные нанопорошки прямо во время печати, без прерывания цикла и без участия оператора.
Устройство модуля
Конструкция состоит из ряда автоматизированных бункерных ячеек — каждая хранит определённый тип нанопорошка. К ячейкам подключены инжекторы, которые через расходомеры связаны с системой приводных дросселей. Эта система регулирует поток транспортировочного газа. Газопорошковые смеси из разных бункеров поступают в общий смеситель, а затем через специальное сопло — с возможностью настройки угла и положения распыления — направляются прямо в сварочную ванну. Приводная система регулировки транспортировочного газа включает подготовительно‑предохранительный контур и бункерную ячейку, соединённые ручным вентилем.
Максим Аносов, один из авторов разработки, пояснил принцип действия: «Применение нанопорошков обеспечивает более равномерное распределение легирующих компонентов в формируемом металле при нагреве в рабочей зоне. Благодаря этому удаётся достичь повышенной прочности сплавов без ущерба для их пластичности. Теперь мы можем создавать детали с дифференцированными показателями прочности и пластичности в рамках одного изделия, используя единый сплав».
Ключевое достижение — возможность производства функционально‑градиентных материалов. Это изделия, чьи физико‑механические свойства целенаправленно варьируются от участка к участку в соответствии с эксплуатационными требованиями.
Практическое применение
Технология успешно прошла опытное внедрение. Первым образцом, созданным с помощью нового модуля, стала «Плита с внутренним охлаждением» для компании ООО «ВР Роботикс».
По словам Аносова, внедрение модуля позволило снизить металлоёмкость изделия в полтора раза, а себестоимость производства — почти вдвое.
В ближайших планах команды — довести технологию до полной автоматизации и интегрировать её в станочные комплексы. Конечная цель проекта — организовать производственные участки, где по 3D‑модели можно будет быстро изготавливать детали с заданными параметрами прочности и пластичности, адаптированными под конкретные задачи.