NIST разрабатывает стандарт метрологии вязкости для аддитивного производства керамики

Когда сэр Исаак Ньютон сформулировал свой закон вязкости, который гласит, что вязкость жидкости остается постоянной даже при воздействии движения или силы, он говорил не о кетчупе. Эта приправа, как известно любому, кто пользовался стеклянной бутылкой кетчупа, имеет переменную вязкость, становясь менее вязкой при приложении силы (например, при нажатии на дно крана бутылки). Почему это важно для 3D-печати керамики? Потому что керамические суспензии также являются неньютоновскими жидкостями с изменяющейся вязкостью, что создает определенные проблемы для пользователей аддитивного производства керамики , особенно когда речь идет о консистенции и установлении стандартов.

Для решения этих проблем группа исследователей из Национального института стандартов и технологий США (NIST) работает над созданием стандартизированных процедур измерения для характеристики керамических материалов, используемых в аддитивном производстве. Эта работа сосредоточена на измерении вязкости керамических суспензий, используемых в прямой печати чернилами (DIW) и фотополимеризации в ванне (SLA, DLP), которые представляют собой УФ-отверждаемые смолы, содержащие частицы технической керамики.

«Понимание того, как течет суспензия, является ключом к получению хорошего конечного результата при использовании обоих методов», — объяснил Рассел Майер, специалист по материалам из NIST. «Иногда вам нужно, чтобы суспензия легко растекалась, а иногда — чтобы она сохраняла свою форму».

В основе исследования лежит разработка эталонного керамического материала для аддитивного производства — образца, который поставляется с подробной документацией и используется для калибровки оборудования и проверки методов измерения. Исследователи из NIST создали эталонный материал, состоящий из частиц диоксида циркония, взвешенных в жидкой полимерной матрице. Вместо воды в суспензии команда решила использовать полиэтиленгликоль — синтетическое полиэфирное соединение, широко применяемое в здравоохранении и косметике (например, в бальзамах для губ), которое не испаряется и не высушивает образец суспензии.

Образец керамической суспензии примечателен своей способностью обеспечивать стабильные измерения с помощью реометра — инструмента для измерения вязкости. Этот инструмент работает следующим образом: небольшой образец материала помещается между двумя пластинами, которые затем мягко сжимают образец, а одна из пластин вращается, измеряя, какое усилие необходимо для того, чтобы материал начал течь. В аддитивном производстве керамики реометры используются для проверки качества сырья и определения его характеристик перед печатью. Однако получить точные и надежные измерения при 3D-печати керамических суспензий часто сложно из-за изменчивой природы материала и скользкости некоторых суспензий, что может влиять на показания.

Разработанный NIST эталонный материал не только использует неиспаряющуюся жидкость, но и поставляется с инструкциями по «восстановлению» его вязкости: его можно быстро скрутить, чтобы уменьшить его толщину, а затем дать ему полностью расслабиться, что вернет его в наиболее вязкое состояние и подготовит к измерениям. Наличие эталонного материала позволит ученым, занимающимся аддитивным производством керамики, сравнивать свои собственные результаты реометрических измерений со стандартом NIST для большей согласованности характеристик материала.

На следующем этапе исследования Майер и его команда отправят образцы эталонной керамической суспензии в исследовательские лаборатории по всей стране — в частности, в 20 лабораторий, включая промышленные, академические и национальные лаборатории, — которые проведут собственные испытания на вязкость и сравнят свои результаты. Если результаты окажутся согласованными во всех лабораториях, работа продвинется к тому, чтобы установить циркониевый материал в качестве стандартизированного эталонного материала.

Компания LEAP Space представила двигатель Serrano, изготовленный с помощью 3D-печати, для своей ракеты-носителя Bighorn

Компания, занимающаяся космической логистикой и разработкой ракет-носителей и базирующаяся в Колорадо, заявила, что двигатель Serrano создан на основе той же базовой технологии, что и проверенный в полёте двигатель Anaheim, но в увеличенном размере.

Это было достигнуто с помощью крупномасштабного прямого лазерного спекания металла (DMLS, термин, который EOS использует для обозначения своей технологии LPBF для металла) для печати камеры сгорания как единой детали, что, по словам компании, позволяет ей быстро внедрять изменения и производить продукцию в соответствии со своим процессом проектирования и тестирования.

Серрано — это вариант запатентованной компанией LEAP двигательной установки Cayenne, двухрежимной архитектуры двигателя на жидком кислороде и метане, в которой используется аддитивное производство для ускорения циклов тестирования и обучения, а также для быстрого производства. Такой подход соответствует общей философии проектирования LEAP, направленной на упрощение конструкции ракет-носителей: Bighorn построен с использованием на 90% меньше деталей, чем обычные ракеты-носители, что позволяет обеспечить высокую скорость и низкую себестоимость производства в больших масштабах.

В текущую линейку аппаратов LEAP входят Bullfrog, однодвигательный, полностью многоразовый аппарат для логистики «от точки до точки», гиперзвуковых испытаний и исследований в условиях микрогравитации, первый полет которого состоялся в мае 2026 года; и Bighorn, серийно выпускаемая, транспортабельная ракета-носитель, предназначенная для орбитальных, точечных, логистических и оборонных миссий, с запланированной скоростью производства более 30 единиц в год на каждой производственной линии.

Логистическая служба LEAP, предоставляющая услуги доставки «от точки до точки», ориентирована на обеспечение национальной безопасности и доставку коммерческих грузов. Она способна осуществлять доставку по всему миру менее чем за 45 минут. После печати детали Serrano следующими шагами станут интеграция и тестирование на пути к созданию двигателя, который будет приводить в движение Bighorn во время миссий в космос, через космос и обратно.

Компания Phase3D и Университет Роуэна объединили усилия для контроля качества металла при аддитивном производстве в режиме реального времени

Компания Phase3D и Центр цифрового проектирования Роуэнского университета (DEHub) заключили партнерское соглашение, направленное на исследования, образование и повышение уверенности в процессе аддитивного производства металлов на основе данных измерений. Ценность сотрудничества была доказана во время первого самостоятельного проекта, реализованного командой Роуэнского университета после установки новой системы аддитивного производства металлов.

Печать производилась на недавно установленной в Rowan системе DMG MORI LASERTEC 30 SLM US, а система Fringe Inspection от Phase3D измеряла поверхность печати слой за слоем. В начале печати ошибка при подготовке к печати привела к тому, что примерно первые 60 слоев напечатали только контуры деталей, пропустив запланированное заполнение и поддерживающую структуру.

Поскольку ошибка возникала на столь ранней стадии, многие операторы в качестве меры предосторожности отменяли выполнение детали или продолжали работу без данных измерений.

Команда Роуэна решила продолжить работу, используя разработанное совместно с Phase3D условие остановки: если карты высот, полученные в ходе проверки краев, показывали выступы деталей, аномальное вздутие, неправильное покрытие порошком или признаки неправильной формовки деталей, команда немедленно останавливала сборку. 

В течение всего переходного периода обе команды отслеживали высоту расплавленных участков после воздействия и проверяли последующие слои порошка на наличие проблем, связанных с устройством для повторного нанесения покрытия. Стандартный осмотр оборудования и снимки слоев могут показать, что что-то выглядит иначе, но не предоставляют количественных данных о высоте поверхности; компания Fringe Inspection предоставила калиброванные и проверенные измерения, которые дали команде обоснованное решение о целесообразности проекта по мере его выполнения.

Карты высот зафиксировали переход от слоев, состоящих только из контуров, к основной геометрии детали и показали, что детали успешно формировались без набухания, выступов или отслоения, а также без признаков нарушения процесса нанесения покрытия. Команда продолжила сборку до ее завершения.

Партнерство предоставляет студентам и исследователям Роуэнского университета доступ к калиброванным картам высот, полученным в процессе аддитивного производства металлов с привязкой к единицам измерения. Обе организации планируют использовать эти измерения для углубления понимания процесса, выявления аномалий, проведения квалификационных исследований и практического обучения методам производства, основанным на измерениях.

Ветряные турбины и 3D-принтеры способствуют росту внешней торговли Китая

Согласно данным, опубликованным Главным таможенным управлением (ГТУ), внешняя торговля Китая за первые семь месяцев 2026 года выросла на 17,3 процента в годовом исчислении и составила 30,13 триллиона юаней (4,47 триллиона долларов США).

Экспорт страны вырос на 14 процентов в годовом исчислении и составил 17,44 триллиона юаней, а импорт подскочил на 22 процента в годовом исчислении до 12,69 триллиона юаней.

Объем внешней торговли Китая в июле составил 4,66 триллиона юаней, что на 19,2 процента больше, чем годом ранее.

Таможенная статистика показала, что структура экспорта Китая продолжает смещаться в сторону высокотехнологичной и экологически чистой продукции. Экспорт механической и электротехнической продукции, такой как электромобили и ветряные турбины, вырос на 21,2 процента в годовом исчислении и составил 11,12 триллиона юаней в период с января по июль, что составляет 63,8 процента от общего объема экспорта Китая и на 3,8 процентных пункта больше, чем за аналогичный период прошлого года.

Экспорт 3D-принтеров из Китая за период с января по июль вырос на 110 процентов в годовом исчислении и составил 11,2 миллиарда юаней, в то время как экспорт промышленных роботов и судов увеличился на 13,2 процента и 32,7 процента соответственно, достигнув 7,34 миллиарда юаней и 268,14 миллиарда юаней.

Первый отечественный 3D-сканер Helix включен в реестр российской продукции

Минпромторг РФ включило первый отечественный 3D-сканер RangeVision Helix в единый реестр российской радиоэлектронной продукции и в перечень промышленной продукции с подтвержденным российским производством (записи оформлены в соответствии с постановлениями Правительства РФ № 878 и № 719). Таким образом, он стал первым и пока единственным 3D-сканером, внесенным в государственные реестры.

Устройство предназначено для бесконтактной оцифровки объектов: оно точно считывает форму, размеры и особенности поверхности, формируя детальную трехмерную модель. Сканер применяется для реверс-инжиниринга, восстановления конструкторской документации, контроля геометрии, выявления деформаций и сопоставления деталей с CAD-моделью.

RangeVision Helix используется на предприятиях машиностроения, энергетики, авиакосмической отрасли, агропромышленного комплекса и в др. областях. Благодаря мобильности и устойчивости к сложным условиям эксплуатации он подходит как для оперативной работы в поле, так и для измерений непосредственно в производственных цехах.

Разработчиком и производителем 3D-сканера является технологический партнер «Росатома» в сфере аддитивных технологий – компания RangeVision (ООО «РВ»). С 2025 года она является единственным российским производителем 3D-сканеров, интегрированным в аддитивную экосистему госкорпорации «Росатом».

«Благодаря партнерству с RangeVision, мы завершили формирование полностью российского технологического контура: от сканирования и реверс-инжиниринга до 3D-печати и контроля качества. Ранее мы уже создали линейку отечественных 3D-принтеров, а теперь закрыли еще одно важное звено. Можно с уверенностью утверждать, что аддитивная производственная цепочка “cканирование – реверс-инжиниринг – печать – контроль” на 100 % обеспечена отечественными решениями», – заявил генеральный директор бизнес-направления «Аддитивные технологии» Топливного дивизиона «Росатома» Илья Кавелашвили.

«Включение нашей продукции в реестр – результат большой инженерной и производственной работы всей команды: от разработки собственной электроники, локализации на территории России максимально возможного числа технологических операций до создания собственного программного обеспечения», – отметил генеральный директор RangeVision (ООО «РВ») Олег Мальцев.

Для включения в реестры на предприятии была проведена полная процедура подтверждения производства, включая проверку всех звеньев цепочки поставщиков. Представители Торгово-промышленной палаты РФ провели выездную экспертизу в головном офисе и на производственной площадке, а также предприятий-поставщиков в других регионах, изготавливающих отдельные комплектующие.

Для пользователей и заказчиков реестровый статус открывает практические возможности. Для заказчика, который планирует закупку 3D-сканера в рамках 44-ФЗ или 223-ФЗ, статус Helix в реестре РЭП означает, что при наличии этой продукции среди заявок иностранные аналоги будут отклонены автоматически, что упрощает и ускоряет процедуру выбора поставщика. Кроме того, наличие сканера в реестре Минпромторга дает дополнительное основание отдать предпочтение российской продукции, обеспечивая реализацию программ импортозамещения и достижения технологического суверенитета. Helix также включать в проекты, для которых предусмотрены требования к российскому оборудованию и различные меры государственной поддержки.

Важно отметить, что российским является не только RV 3D Studio – ПО для работы со сканером на компьютере, но и встроенное программное обеспечение, управляющее самим устройством. Это обеспечивает независимость решения от иностранных вендоров и дает производителю полный контроль над развитием продукта, поддержкой, обновлениями и адаптацией под задачи заказчиков. Для предприятий, ориентированных на технологическую независимость, информационную безопасность и цифровой суверенитет, такая архитектура становится принципиальным преимуществом. Атоммедиа