أصبح الإنتاج الإضافي للأجزاء المعدنية أكثر شيوعًا ، وليس مفاجئًا: بالمقارنة مع التقنيات الصناعية التقليدية ، مثل الصب ، ومعادن المساحيق والمعالجة الميكانيكية ، تتيح لك "المضافات" إنشاء أجزاء معقدة ، وتقليل وزن الجزء عن طريق تحسين التصميم ، وزيادة القوة ، و أيضا بسرعة "تنمو" أجزاء صغيرة من شكل معقد.
واحدة من أكثر المناطق المرغوبة للتكنولوجيا المضافة هي الطباعة ثلاثية الأبعاد لمركبات الفضاء الجوية. في الأساس ، يستخدم التيتانيوم لتصنيع قطع غيار الطائرات. إنه متين ومقاوم للتآكل ومقاوم للأحمال ... لكن: التيتانيوم شديد الكثافة ، وبالتالي ، ثقيل ، لذا بغض النظر عن مدى صلاحيته ، فأنت بحاجة إلى البحث عن بديل. وجد علماء NUST "MISiS" - وهذا هو الألومنيوم. ولكن كيف ، هل هو أقل دواما بكثير؟ لماذا لم تعد هذه مشكلة ، وما علاقة التكنولوجيا ثلاثية الأبعاد بها - في مقالتنا.
عينات من المنتجات التي تم الحصول عليها بواسطة إحدى طرق الإنتاج المضافة - SLM (حولها أيضًا أدناه)طور علماء NUST "MISiS" بتوجيه من أستاذ ، دكتور في العلوم التقنية ، ألكساندر جروموف طريقة طباعة ثلاثية الأبعاد للمواد المركبة المصنوعة من الألوميناتريكس (القائمة على الألومنيوم) مع مواد حشو السيراميك المعززة (أكسيد الألمنيوم والنتريد). باستخدام طريقة ذوبان الليزر الانتقائي (SLM) ، حصل الباحثون على مركبات أكثر متانة بنسبة 20٪ مقارنة بالعينات المصنوعة من الألمنيوم النقي.
SLM هي تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد يتم فيها إذابة مسحوق معدني بواسطة حزمة ليزر. أولاً ، يتم إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للمنتج. بعد ذلك ، يتم تقسيمها إلى طبقات ثنائية الأبعاد ، يتم طباعتها بالتتابع واحدة فوق الأخرى. يتم تطبيق طبقة رقيقة من البودرة على منصة خاصة ، ثم يدمج الليزر النموذج ثنائي الأبعاد على طول الحدود ، والمنصة منخفضة ، وتصل طبقة جديدة من المسحوق ، وتستمر الدورة.
المواد الخام المستخدمة من قبل العلماءيقول أليكساندر جروموف ، مدير المشروع : "بالنسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد لأجزاء الألومنيوم ، فإن ما يسمى بالسيلومين (خلائط الألمنيوم والسليكون ، على وجه الخصوص ، مركب الساي 10Mg) يستخدم بشكل أساسي كمواد خام". "ومع ذلك ، فإن متطلبات صناعة الفضاء الجوي آخذة في الازدياد ، ويجري الآن البحث عن تركيبات جديدة من مركبات ألومينومتريكس (بما في ذلك المعدلة والمسبوكة) للحصول على أجزاء ذات خصائص أداء محسنة (القوة والصلابة ومقاومة التكسير) وبتكلفة منخفضة مقارنة بالعالم. تحتوي على سبائك الأرضية النادرة. "
نجح علماء NUST MISIS في زيادة قوة مساحيق الألومنيوم بسبب تصلب مع إضافات السيراميك مباشرة في عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد (ما يسمى التعديل
في الموقع ). كان يعتقد سابقًا أنه كان من المستحيل الحصول على مثل هذه المركبات على طابعات SLM ؛ ولهذا السبب ، كانت هناك حاجة إلى طابعات ثلاثية الأبعاد خاصة وفريدة من نوعها. ومع ذلك ، تمكنت المجموعة من إنشاء مجموعات تجريبية من مادة المسحوق الجديدة على طابعة SLM-280 HL التقليدية.
طابعة الصور SLM-280 HLالطرق المقترحة لإنتاج منتجات ثلاثية الأبعاد من مركبات الألمنيوم ذات الخصائص المحسنة تزيد من مرونة تصميمها ، وتقلل من وقت إنتاج النماذج الأولية الوظيفية ، وتقلل كتلة الأجزاء بنسبة 10-20٪.
حاليًا ، يستكمل فريق البحث سلسلة من الاختبارات المعملية لمجموعة المواد المستلمة. في المستقبل القريب ، سيبدأ الباحثون المرحلة التالية من المشروع - الحصول على العينات الأولى من أجزاء من مسحوق الألمنيوم والسيراميك الذي تم الحصول عليه.
أجريت الدراسة بموجب منحة من مؤسسة العلوم الروسية ، يتم نشر نتائج المرحلة الأولى في مجلة المواد.