M1911 - алюмінієвий порошок забезпечує більшу міцність
Дослідження матеріалів. Інноваційний порошок може сприяти заміні титану на алюмінієві композити при 3D-друці.
Вчені Російського національного університету науки і технологій (NUST) під керівництвом професора Олександра Громова розробили процес 3D-друку композиційних матеріалів на основі алюмінію ("Alumomatrix") керамічними наповнювачами. Спеціальний порошок дозволив збільшити міцність компонентів до 20 відсотків.
"При 3D-друку алюмінієвими компонентами в якості сировини в основному використовуються так звані силуміни (сплави алюмінію з кремнієм, особливо сполука Al-Si-10Mg), - пояснює Олександр Громов. - Однак вимоги в аерокосмічній промисловості зростають, і Вчені шукають нові композиції сполук алюмоматриці (також легованих), щоб отримати компоненти з поліпшеними характеристиками (міцність, твердість, стійкість до тріщин) і меншими витратами порівняно зі сплавами з рідкісними землями ".
Щорічне подвоєння ринку
Щорічні темпи приросту світового ринку аддитивного виробництва (АМ) становлять понад 100 відсотків, що можна пояснити серйозними перевагами адитивних технологій для металів порівняно з традиційними технологіями, такими як лиття. Такі переваги, як можливість створення складних 3D-компонентів, зменшення ваги компонента за рахунок оптимізації конструкції, збільшення міцності компонентів та можливість швидкого виготовлення деталей зі складною формою навіть у невеликих масштабах. Тому процеси 3D-друку на металі особливо затребувані в аерокосмічній промисловості.
Титан проти алюмінію
Металом, який сьогодні в основному використовується в авіабудуванні, є титан. Він міцний, не піддається корозії та еластичний, але єдиним його головним недоліком є висока щільність 5,4 г/мм. Легкий і в той же час пластичний (= не крихкий) алюміній має щільність 2,7 г/мм, тому він лише наполовину важчий, але зі значно меншою міцністю, ніж титан. Тож вчені шукають шляхи, як зробити алюміній міцнішим. У представленому зараз дослідницькому проекті основна увага російських вчених-матеріалознавців була зосереджена на зменшенні маси компонентів при збереженні міцнісних властивостей.
«Завдяки загартуванню керамічних добавок безпосередньо в процесі тривимірного друку нам вдалося збільшити міцність алюмінієвих порошків, - пояснює Олександр Громов. До цього часу вважалося неможливим виготовлення таких композиційних матеріалів за допомогою принтерів SLM (селективне лазерне плавлення). Зараз московські розробники вперше виготовили експериментальні зразки з нового порошкового матеріалу на звичайному принтері SLM-280 HL. За словами проф. Громова, використовувані методи дозволяють збільшити гнучкість конструкції, скоротити час виробництва і, насамперед, зменшити вагу виробляються компонентів до 20 відсотків.