3 डी चढ़ता है: एयरोस्पेस के लिए एक नया सम्मिश्रण बनाया गया है, जिससे भागों का द्रव्यमान 20% तक कम हो गया है

धातु भागों का योज्य उत्पादन अधिक से अधिक लोकप्रिय हो रहा है, और आश्चर्य की बात नहीं है: पारंपरिक औद्योगिक प्रौद्योगिकियों, जैसे कि कास्टिंग, पाउडर धातु विज्ञान और यांत्रिक प्रसंस्करण के साथ तुलना में, "योजक" आपको जटिल भागों को बनाने की अनुमति देता है, डिजाइन का अनुकूलन करके भाग का वजन कम करता है, ताकत बढ़ाता है, और जटिल आकार के छोटे पैमाने के भागों को भी जल्दी से "विकसित" करें।

एडिटिव टेक्नोलॉजी के सबसे अधिक मांग वाले क्षेत्रों में से एक एयरोस्पेस कंपोजिट का 3 डी प्रिंटिंग है। मूल रूप से, टाइटेनियम का उपयोग विमान के पुर्जों के निर्माण के लिए किया जाता है। यह टिकाऊ, संक्षारण प्रतिरोधी, भार के लिए प्रतिरोधी है ... लेकिन: टाइटेनियम बहुत घना है, इसलिए, भारी, इसलिए कोई फर्क नहीं पड़ता कि यह कितना अच्छा है, आपको एक विकल्प तलाशने की आवश्यकता है। NUST "MISiS" के वैज्ञानिकों ने पाया - और यह एल्यूमीनियम है। लेकिन कैसे, क्या वह बहुत कम टिकाऊ है? इस बारे में क्यों अब कोई समस्या नहीं है, और 3 डी तकनीक का इससे क्या लेना-देना है - हमारे लेख में।



Additive उत्पादन के तरीकों में से एक द्वारा प्राप्त उत्पादों के नमूने - SLM (इसके बारे में नीचे भी)

तकनीकी विज्ञान के प्रोफेसर, अलेक्जेंडर ग्रोमोव के मार्गदर्शन में NUST "MISiS" के वैज्ञानिकों ने सिरेमिक भराव (एल्यूमीनियम ऑक्साइड और नाइट्राइड) को मजबूत करने के साथ एल्यूमिनोमेट्रिक्स (एल्यूमीनियम-आधारित) मिश्रित सामग्री के लिए एक 3 डी प्रिंटिंग विधि विकसित की है। चयनात्मक लेजर पिघलने (एसएलएम) की विधि का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने कंपोजिट प्राप्त किए जो शुद्ध एल्यूमीनियम से बने नमूनों की तुलना में 20% अधिक टिकाऊ हैं।

एसएलएम एक 3 डी प्रिंटिंग तकनीक है जिसमें एक धातु पाउडर को लेजर बीम से पिघलाया जाता है। सबसे पहले, उत्पाद का एक 3D मॉडल बनाया जाता है। फिर इसे 2 डी परतों में विभाजित किया जाता है, जो क्रमिक रूप से एक के ऊपर एक मुद्रित होते हैं। पाउडर की एक पतली परत एक विशेष मंच पर लागू होती है, फिर लेजर 2D मॉडल को आकृति के साथ फ़्यूज़ करता है, प्लेटफ़ॉर्म कम होता है, पाउडर की एक नई परत आती है, और चक्र जारी रहता है।



वैज्ञानिकों द्वारा उपयोग की जाने वाली कच्ची सामग्री

", एल्यूमीनियम भागों की 3 डी प्रिंटिंग के लिए, तथाकथित सिलुमिन (एल्यूमीनियम-सिलिकॉन मिश्र, विशेष रूप से, अल-सी -10 एमजी यौगिक) को मुख्य रूप से फीडस्टॉक के रूप में उपयोग किया जाता है," परियोजना प्रबंधक अलेक्जेंडर ग्रोमोव कहते हैं। "हालांकि, एयरोस्पेस उद्योग की मांग बढ़ रही है, और दुनिया अब सक्रिय प्रदर्शन (शक्ति, कठोरता, खुर के प्रतिरोध) और कम लागत की तुलना में कम लागत के साथ भागों को प्राप्त करने के लिए सक्रिय रूप से एल्यूमिनोमेट्रिक्स कंपोजिट (संशोधित, मिश्र धातु सहित) की नई रचनाओं की खोज कर रही है। जिसमें दुर्लभ पृथ्वी मिश्र हैं। "

NUST MISIS के वैज्ञानिकों ने 3 डी प्रिंटिंग (तथाकथित सीटू संशोधन में तथाकथित) की प्रक्रिया में सीधे सिरेमिक additives के साथ सख्त होने के कारण एल्यूमीनियम पाउडर की ताकत बढ़ाने में कामयाब रहे। पहले यह माना जाता था कि एसएलएम प्रिंटर पर ऐसे कंपोजिट प्राप्त करना असंभव था, इसके लिए विशेष, विशिष्ट 3 डी प्रिंटर की आवश्यकता थी। हालांकि, समूह एक पारंपरिक SLM-280 HL प्रिंटर पर नए पाउडर सामग्री के पायलट बैच बनाने में कामयाब रहा।



फोटो प्रिंटर SLM-280 HL

बेहतर गुणों के साथ एल्यूमीनियम कंपोजिट से 3 डी उत्पादों के उत्पादन के लिए प्रस्तावित तरीके उनके डिजाइन के लचीलेपन को बढ़ाते हैं, कार्यात्मक प्रोटोटाइप के उत्पादन समय को कम करते हैं, और भागों के द्रव्यमान को 10-20% तक कम करते हैं।

वर्तमान में, अनुसंधान दल सामग्री के प्राप्त बैच के प्रयोगशाला परीक्षणों की एक श्रृंखला को पूरा कर रहा है। निकट भविष्य में, शोधकर्ता परियोजना के अगले चरण की शुरुआत करेंगे - प्राप्त एल्यूमीनियम-सिरेमिक पाउडर से भागों के पहले नमूने प्राप्त करना।

अध्ययन रूसी विज्ञान फाउंडेशन से अनुदान के तहत आयोजित किया जाता है, पहले चरण के परिणाम पत्रिका सामग्री में प्रकाशित होते हैं।