Лаборатория «Синтез новых материалов и конструкций» (СНМиК)

Лаборатория «Синтез новых материалов и конструкций» (СНМиК) НЦМУ СПбПУ

Руководители

Попович Анатолий Анатольевич

руководитель проекта НЦМУ доктор технических наук, главный научный сотрудник

Разумов Николай Геннадьевич

заведующий лабораторией СНМиК, кандидат технических наук

Ведущие ученые

Попович Анатолий Анатольевич; д.т.н.; 19; 67; главный научный сотрудник; 38; 24 Суфияров Вадим Шамилевич; к.т.н.; 18; 36; ведущий научный сотрудник; 16; 8 Борисов Евгений Владиславович; к.т.н.; 15; 30; ведущий научный сотрудник; 12; 7 Полозов Игорь Анатольевич;к.т.н.; 15; 28; научный сотрудник; 15; 8 Масайло Дмитрий Валерьевич; к.т.н.; 11; 34; заместитель заведующего лабораторией; 8; 3 Назаров Денис Васильевич; к.х.н.; 10; 31; инженер; 6; 3 Максимов Максим Юрьевич; к.т.н.; 9; 36; ведущий научный сотрудник; 10; 4 Разумов Николай Геннадьевич; к.т.н.; 9; 34; заведующий лабораторией; 10; 7 Наумов Антон Алексеевич; к.т.н.; 9; 39; доцент; 5; 4 Румянцев Александр Михайлович; к.х.н; 9; 37; научный сотрудник; 4; 2 Силин Алексей Олегович;;9; 33; научный сотрудник; 9; 5 Ким Артем;;7; 25; инженер; 12; 8 Коштял Юрий Михайлович; к.х.н ;7; 37; инженер; 5; 3 Новиков Павел Александрович; к.т.н.; 7; 30; ведущий научный сотрудник; 4; 1 Шамшурин Алексей Игоревич;;7; 36; научный сотрудник; 8; 6 Гончаров Иван Сергеевич;;6; 30; научный сотрудник; 4; 3 Орлов Алексей Валерьевич;;6; 33; научный сотрудник; 3; 1 Панченко Олег Владиславович; к.т.н.; 5; 36; ведущий научный сотрудник; 5; 5 Исупов Федор Юрьевич;;5; 32; инженер; 4; 3 Митрофанов Илья Валерьевич;;4; 26; инженер; 4; 3 Озерской Николай Евгеньевич;;3 ;27; младший научный сотрудник; 2; 2 Стариков Кирилл Андреевич;;2; 28; младший научный сотрудник; 5; 5 Кладов Иван Владимирович;;1; 24; инженер; 1; 1

Общая численность сотрудников лаборатории – 65, из них молодых исследователей (до 39 лет) – 53, иностранных исследователей – 1.

Область научных исследований

Новые материалы и аддитивные технологии.
Системы и компоненты робототехники.
Проектирование, моделирование, синтез и аддитивное производство новых материалов и конструкций с повышенными эксплуатационными характеристиками (НЦМУ).
Разработка, синтез и аддитивное производство композиционных и керамических материалов и конструкций.
Разработка научно-технологических основ создания энергоемких литий-ионных аккумуляторов с трехмерной микро- и макроструктурой электрода с возможностью эксплуатации при высоких токах заряда/разряда.

Ключевые цели и задачи

Лаборатория осуществляет комплексные научные исследования, направленные на разработку новых порошковых материалов для аддитивных технологий, адаптацию этих материалов под требования современных машин аддитивного производства, изучение свойств изделий, полученных по аддитивной технологии (проведение полного комплекса исследований микроструктуры, фазового состава и механических испытаний), разработку оборудования и вспомогательных устройств для аддитивного производства изделий.

В числе заказчиков и партнеров лаборатории СНМиК: ГК «Росатом», Минобрнауки РФ, АО «ОДК-Климов», ФГУП «ВИАМ», ПАО «Северсталь», АО «Балтийская Промышленная Компания», Zhejiang Changxing CHN-RUS New Energy and Material Technology Research Institute Co., Ltd., АО «Композит», РНФ и др.

В 2015 году под руководством А.А. Поповича отработаны конструктивные, технологические решения и изготовлен с применением аддитивных технологий индивидуальный протез тазобедренного сустава из титанового сплава («Индивидуальные ацетабулярные системы») – первый в России проект по внедрению аддитивных технологий в производство высокотехнологичных изделий для медицины. Разработка отмечена серебряной медалью XI Международной ярмарки инноваций (26–29 ноября 2015 г., Сеул, Корея), организатором которой является Корейская ассоциация продвижения изобретений (KIPA – Korea Invention Promotion Association), и специальным призом от Тайваньской ассоциации изобретателей за «инновационное изобретение, позволяющее улучшить качество семейной жизни».

В том же году по заказу АО «Балтийская промышленная компания» разработана установка по прямому выращиванию металлических изделий по аддитивной технологии. Разработка защищена патентом на полезную модель №169869 «Промышленный робот для лазерной обработки».

В 2021 году сотрудниками лаборатории была создана установка для электродуговой 3D-печати изделий из проволоки «Призма». Производительность данного 3D-принтера в четыре раза выше, чем у аналогов. Основное предназначение разработки – печать изделий из титана, который часто используют из-за высокой прочности и небольшой, по сравнению с размерами, массы. Также установка может печатать детали из стали, алюминиевых, магниевых и никелевых сплавов. На Петербургской технической ярмарке в апреле 2021 г. «Установка для дугового аддитивного выращивания "Призма"» удостоена диплома II степени с вручением серебряной медали в номинации «Лучший инновационный проект (разработка) в области: аддитивные технологии, 3D-принтеры, металлопорошковые и композиционные материалы для 3D-принтеров».

Примеры исследований

Отработка конструктивных и технологических решений для изготовления опытных образцов деталей двигателя 11Д58МФ с использованием аддитивных технологий (РКК Энергия, 2015 г.).
Исследование и разработка технологии изготовления изделий из керамических материалов с применением аддитивных технологий (АО «ОДК-Климов», 2016–2017 г.).
Исследование и отработка технологических параметров получения керамического композиционного материала методом послойного синтеза (ФГУП «ВИАМ», 2018 г.).
Исследование возможности использования водораспыленного порошка производства ПАО «Северсталь» в исходном состоянии для аддитивного производства технологиями селективного лазерного плавления и прямого лазерного выращивания (ПАО «Северсталь», 2019 г.).
Анализ возможности применения аддитивных технологий в деталях двигателя ГТД-1500В с целью снижения массы (детали статора) (АО «ОДК-Климов», 2019 г.).
Разработка и материаловедческое обоснование создания материалов и изделий на основе сплавов с памятью формы с управляемой структурой и пьезоэлектрической керамики с применением аддитивных 4D-технологий (ГК «Росатом», 2020–2021 г.).

Некоторые публикации

Polozov I., Sufiiarov V., Kantyukov A., Razumov N., Goncharov I., Makhmutov T., Silin A., Kim A., Starikov K., Shamshurin A., Popovich A. Microstructure, densification, and mechanical properties of titanium intermetallic alloy manufactured by laser powder bed fusion additive manufacturing with high-temperature preheating using gas atomized and mechanically alloyed plasma spheroidized powders // Additive Manufacturing, 2020, 34, 101374 (https://doi.org/10.1016/j.addma.2020.101374) (Scopus Q1).
Kolchanov D.S., Mitrofanov I., Kim A., Koshtyal Y., Rumyantsev A., Sergeeva E., … Maximov M.Y. Inkjet printing of li-rich cathode material for thin-film lithium-ion microbatteries // Energy Technology, 2020, 8(3) (https://doi.org/10.1002/ente.201901086) (Scopus Q1).
Polozov I., Razumov N., Masaylo D., Silin A., Lebedeva Y., & Popovich A. Fabrication of silicon carbide fiber-reinforced silicon carbide matrix composites using binder jetting additive manufacturing from irregularly-shaped and spherical powders // Materials, 2020, 13(7) (https://doi.org/10.3390/MA13071766) (Scopus Q1).
Panchenko O., Kurushkin D., Mushnikov I., Khismatullin A., & Popovich A. A high-performance WAAM process for Al–Mg–Mn using controlled short-circuiting metal transfer at increased wire feed rate and increased travel speed // Materials and Design, 2020, 195 (https://doi.org/10.1016/j.matdes.2020.109040) (Scopus Q1).
Polozov I., Kantyukov A., Goncharov I., Razumov N., Silin A., Popovich V., Zhu J.-N., Popovich A. Additive manufacturing of Ti-48Al-2Cr-2Nb alloy using gas atomized and mechanically alloyed plasma spheroidized powders // Materials, 2020, 13(18), 3952 (https://doi.org/10.3390/ma13183952) (Scopus Q1).
Razumov N.G., Masaylo D.V., Silin A.O., ... Goncharov I.S., Popovich A.A. Investigation of additive manufacturing from the heat-resistant steel powder produced by recycling of the machining chips // Journal of Manufacturing Processes, 2021, 64, стр. 1070–1076 (https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.02.025).