ООО «НПО „3Д-Интеграция“» открыло серийное производство первой в России аддитивной линии, которая сочетает селективное лазерное плавление металлов (SLM) и послойную экструзию полимеров (FDM). Технология bimaterial printing дает конструкторам возможность объединять прочность металла и функциональность пластика в единой детали без дополнительной сборки, пайки или клея.
Как это работает
- Металлическая база печатается по SLM: порошок расплавляется отечественным лазером 500 Вт.
- В той же камере сразу формируется полимерный слой по FDM-методу.
- Толщина металло-полимерного шва — менее 40 µm. Связь прочнее традиционного пайки и клея.
- Термошкаф до 180 °C поддерживает стабильную кристаллизацию полимера.
- Полная сертификация по ГОСТ Р ISO / ASTM 52900-2020.
Производственная линия
- До 2 000 гибридных деталей в месяц на одной установке.
- Максимальный строительный объем: 250 × 250 × 300 мм.
- Система мониторинга шва в реальном времени и автоматический отбор проб для ОТК.
- Промышленная интеграция через OPC UA ― легко подключается к MES/ERP.
Преимущества для заказчика
- Масса сборок − 30 %: убираем метизы, резьбовые вставки и клеевые слои.
- Тайм-ту-маркет − 40 %: металл и полимер строятся за один проход, без пост-сборки.
- Новые конструкторские возможности:
- внутренние каналы охлаждения;
- встроенные демпферы и уплотнения;
- диэлектрические изоляторы и электропроводящие дорожки;
- резьбы, посадочные места, мягкие контактные зоны ― всё «выращивается» сразу.
Где, как и зачем используют bimaterial printing
1. Авиакосмическая промышленность
Кронштейн прокладки бортовой проводки в отсеке топливных баков.
‐ Металл: AlSi10Mg (корпус, несущая часть).
‐ Полимер: PEEK-ESD (антистатический канал-изоляция).
Металлическая полка обеспечивает прочность и стойкость к вибрациям; полимерный «коридор» защищает кабели и исключает дуговой разряд при 28 V бортовой сети.
В результате –32 % массы и ‑4 сборочных операции (ранее ставили отдельный алюминиевый кронштейн + клипсу PEEK). Завод-изготовитель сертифицировал узел у ЕASA Part 21G; лётные испытания – Q2 2024.
2. Ракетно-космические двигательные системы
Сопловая вставка с интегрированными каналами рецикла топлива для регенеративного охлаждения.
‐ Металл: Inconel 718.
‐ Полимер: PEI + CNT-наполнение (датчиковая трасса).
Полимерные микротрубки врастая в стенку, служат термо-и электроизоляцией для термопар; позволяют крепить сенсоры без пайки.
На стенде получено +120 сек устойчивой работы, без растрескивания канала. Разработка проходит цикл TRL-6.
3. Медицинская техника и имплантология
Хирургический степлер для лапароскопии.
- ‐ Металл: Ti6Al4V (рукав-направляющая скоб).
- ‐ Полимер: MED-PA12-CF (эргономичный каркас ручки).
Металлическая часть стерилизуется автоклавом; полимер делает рукоятку лёгкой и анти-скользящей. Пациенту — меньше утомляемости хирурга, клинике — одноразовое изделие c возможностью частичной стерилизации.
4. Дентальная ортодонтия
Индивидуальная брекет-пластина.
‐ Металл: CoCrMo (биосовместимый сплав).
‐ Полимер: ТПУ Shore 75A (мягкая окклюзионная накладка).
В одном цикле «выращиваются» и силовая дуга, и эластичный демпфер — нет клея, нет дискомфорта. Снятие пациентом занимает 30 сек.
5. Робототехника / лёгкая промышленная автоматизация
Концевой инструмент для коллаборативного робота.
‐ Металл: 17-4PH (пальцы-захваты).
‐ Полимер: TPU + Graphite (покрытие контактных поверхностей).
Традиционно металлические пальцы + приклеиваемые резиновые накладки меняли каждые 25 тыс захватов. Гибридная деталь — 120 тыс циклов до износа и нулевой простой на переклейку.
В полимер встроена токопроводящая нить (240 Ω) —- система распознаёт захват предмета по импедансу.
6. Автомобилестроение / Мотоспорт
Корпус клапана EGR с интегрированным тепловым разрывом.
‐ Металл: AlSi9Cu3.
‐ Полимер: PPS-GF40 (барьерная вставка).
Полимер отделяет горячий участок (900 °C) от впускного коллектора → снижение температуры воздуха на 18 °C, улучшение навеса турбины. Пробег 250 тыс км без разрушения шва (испытания OEM-Tier 1).
7. Электронные приборы, RF-модули
Радиатор-экран для миллиметрового радара 77 ГГц.
‐ Металл: AlSi10Mg (ребра охлаждения, экран).
‐ Полимер: LCP-MF (низкая диэлектрическая проницаемость).
Отражение на 77 ГГц –34 дБ; масса –28 %. Полимерная вставка формирует СВЧ-прозрачное окно: коллимация без дополнительного кожуха.
8. Химическое и нефтегазовое оборудование
Форсунка смешения двух-фазного реактива.
‐ Металл: 316L (корпус и резьбовой фланец).
‐ Полимер: PFA-FEP (кислото-щелочестойкая вставка).
Срок службы в растворах pH 1–14 вырос с 3 месяцев до 14 месяцев. На буровых в Арктике это означает экономию $170 000 на осях снабжения.
