La producción aditiva de piezas metálicas se está volviendo cada vez más popular, y no es sorprendente: en comparación con las tecnologías industriales tradicionales, como la fundición, la pulvimetalurgia y el procesamiento mecánico, el "aditivo" le permite crear piezas complejas, reducir el peso de la pieza al optimizar el diseño, aumentar la resistencia y también "crece" rápidamente partes a pequeña escala de forma compleja.
Una de las áreas más buscadas de la tecnología de aditivos es la impresión 3D de compuestos aeroespaciales. Básicamente, el titanio se utiliza para fabricar piezas de aviones. Es duradero, resistente a la corrosión, resistente a las cargas ... PERO: el titanio es muy denso, por lo tanto, pesado, por lo que no importa cuán bueno sea, debe buscar una alternativa. Los científicos de NUST "MISiS" lo encontraron, y esto es aluminio. Pero, ¿cómo es mucho menos duradero? Acerca de por qué esto ya no es un problema y qué tiene que ver la tecnología 3D con él, en nuestro artículo.
Muestras de productos obtenidos por uno de los métodos de producción aditiva - SLM (sobre esto también a continuación)Científicos de NUST "MISiS" bajo la guía de un profesor, doctor en ciencias técnicas, Alexander Gromov han desarrollado un método de impresión 3D para materiales compuestos aluminomatrix (a base de aluminio) con cargas cerámicas de refuerzo (óxido y nitruro de aluminio). Utilizando el método de fusión selectiva por láser (SLM), los investigadores obtuvieron compuestos que son un 20% más duraderos en comparación con las muestras de aluminio puro.
SLM es una tecnología de impresión 3D en la que un rayo láser funde un polvo metálico. Primero, se crea un modelo 3D del producto. Luego se divide en capas 2D, que se imprimen secuencialmente una encima de la otra. Se aplica una capa delgada de polvo a una plataforma especial, luego el láser fusiona el modelo 2D a lo largo de los contornos, la plataforma baja, llega una nueva capa de polvo y el ciclo continúa.
Materias primas utilizadas por los científicos."Para la impresión 3D de piezas de aluminio, las llamadas siluminas (aleaciones de aluminio-silicio, en particular, el compuesto Al-Si-10Mg) se utilizan principalmente como materia prima", dice el gerente del proyecto Alexander Gromov . “Sin embargo, las demandas de la industria aeroespacial están creciendo, y la búsqueda de nuevas composiciones de compuestos de aluminomatriz (incluidos modificados, aleados) para obtener piezas con características de rendimiento mejoradas (resistencia, dureza, resistencia al agrietamiento) y bajo costo en comparación con el mundo ahora está en marcha. que contienen aleaciones de tierras raras ".
Los científicos de NUST MISiS lograron aumentar la resistencia de los polvos de aluminio debido al endurecimiento con aditivos cerámicos directamente en el proceso de impresión 3D (la llamada modificación
in situ ). Anteriormente se creía que era imposible obtener tales compuestos en impresoras SLM; para esto, se necesitaban impresoras 3D especiales y únicas. Sin embargo, el grupo logró crear lotes piloto del nuevo material en polvo en una impresora convencional SLM-280 HL.
Impresora fotográfica SLM-280 HLLos métodos propuestos para producir productos 3D a partir de compuestos de aluminio con propiedades mejoradas aumentan la flexibilidad de su diseño, reducen el tiempo de producción de prototipos funcionales y reducen la masa de piezas en un 10-20%.
Actualmente, el equipo de investigación está completando una serie de pruebas de laboratorio del lote de material recibido. En un futuro próximo, los investigadores comenzarán la siguiente fase del proyecto: obtener las primeras muestras de piezas del polvo de aluminio y cerámica obtenido.
El estudio se realiza bajo una subvención de la Fundación de Ciencias de Rusia, los resultados de la primera etapa se publican en la revista Materiales.