Учёные представили эффективный способ переработки отходов аддитивного производства

В аддитивных технологиях несплавленный металлический порошок после просеивания возвращается в рабочий цикл, что позволяет использовать исходный материал многократно. Однако после 3D-печати также остаются невостребованные отходы, включая поддерживающие конструкции (в определенных случаях на них может приходится до 50% объёма заготовки) и бракованные детали, — все вышеперечисленное не возвращается в производственный цикл из-за сложностей в переработке. Чтобы замкнуть производственный цикл, учёные НИТУ МИСИС использовали метод ультразвукового атомизации.

«Металлические отходы плавятся под воздействием электрической дуги, а жидкий металл стекает на поверхность, которая вибрирует с частотой до 50 тысяч раз в секунду. Из капель расплава, которые мгновенно застывают в защитной атмосфере аргона, получаются мельчайшие частицы сферического порошка», — отметил ведущий инженер научного проекта, аспирант лаборатории аддитивного производства НИТУ МИСИС Леонид Федоренко.

Подробности — в журнале Journal of Manufacturing and Materials Processing (Q1).

«Частицы вторичного порошка получились заметно более сферическими: коэффициент сферичности вырос до 0,90, где 1 — идеальная сфера. Чем выше этот показатель у порошкового материала, тем лучше его реологические свойства и плотность упаковки при нанесении слоя порошка в установке селективного лазерного плавления», — рассказала ведущий инженер научного проекта и аспирант лаборатории аддитивного производства НИТУ МИСИС Ольга Башмакова.

По словам заведующего лабораторией аддитивного производства НИТУ МИСИС Станислава Чернышихина, сейчас технология отрабатывается на распространенных сплавах, чтобы продемонстрировать эффективность предложенной концепции, но новый подход будет особенно актуален в случае аддитивного производства изделий из драгоценных металлов, например платины.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 25-79-10304).

Директор передовой инженерной школы «Материаловедение, аддитивные и сквозные технологии» НИТУ МИСИС Александр Комиссаров добавил: «Исследования в области аддитивных технологий — одно из ключевых направлений НИТУ МИСИС. В рамках пилотного проекта по совершенствованию системы высшего образования в университете запущена программа „Аддитивные технологии“, где студенты с первого курса работают на реальном оборудовании, вовлекаются в исследовательскую работу, участвуют в проектах ведущих госкорпораций и затем успешно трудоустраиваются».

Фото: пресс-служба НИТУ МИСИС