Ученые решили задачу бездефектной 3D-печати алюминием


«Мы впервые использовали сочетание циркония, скандия, титана и бора для обработки высокопрочных алюминиевых сплавов. Эти модификаторы эффективно измельчают зерна и препятствуют образованию столбчатых кристаллов. Новый метод позволяет предотвратить дефекты, вызванные неравномерным распределением легирующих элементов — проблемой, с которой часто сталкиваются на металлообрабатывающих предприятиях в трехмерной печати, сварке, обработке поверхности и других видах лазерного плавления», — рассказала к.т.н. Ирина Логинова, доцент кафедры металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС.
Исследователи предложили не просто модифицировать алюминиевые сплавы, но и прогревать при этом области плавления до температур от 350 до 480°C. Это позволило учесть разные механизмы работы модификаторов и задействовать их индивидуальные свойства с наибольшей эффективностью. Дополнительная стадия отжига повышает однородность материала и предотвращает растрескивание сплава.
«При добавлении модифицирующих добавок мы зафиксировали уменьшение размера зерна в 15–30 раз как в литом состоянии, так и после лазерного плавления. Этот эффект положительно влияет на механические свойства материала, потому что чем меньше зерна в металле, тем выше его прочность и пластичность. Новая технология позволит изготавливать, например, сложные части двигателей внутреннего сгорания и высокотехнологичные корпусные детали с минимальным количеством дефектов», — добавил к.т.н. Алексей Солонин, заведующий кафедрой металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС.
Часть исследований выполнена благодаря субсидиям из федерального бюджета на создание высокотехнологичных производств. Программа поддержки реализуется Минобрнауки России в рамках нацпроекта «Наука и университеты».
Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС
Технологии
Пресс-служба НИТУ МИСИС