Produksi aditif dari bagian logam menjadi semakin populer, dan tidak mengejutkan: dibandingkan dengan teknologi industri tradisional, seperti pengecoran, metalurgi serbuk dan pemrosesan mekanis, "aditif" memungkinkan Anda membuat bagian yang kompleks, mengurangi bobot bagian dengan mengoptimalkan desain, meningkatkan kekuatan, dan juga dengan cepat "menumbuhkan" bagian skala kecil dari bentuk kompleks.
Salah satu bidang teknologi aditif yang paling dicari adalah pencetakan komposit aerospace 3D. Pada dasarnya, titanium digunakan untuk membuat bagian-bagian pesawat. Ini tahan lama, tahan korosi, tahan terhadap beban ... TETAPI: titanium sangat padat, oleh karena itu, berat, jadi tidak masalah sebagus apa pun itu, Anda harus mencari alternatif. Ilmuwan dari NUST "MISiS" menemukannya - dan ini adalah aluminium. Tapi bagaimana, apakah dia jauh kurang tahan lama? Tentang mengapa ini tidak lagi menjadi masalah, dan apa hubungannya teknologi 3D dengan itu - di artikel kami.
Sampel produk diperoleh dengan salah satu metode produksi aditif - SLM (kira-kira juga di bawah ini)Ilmuwan dari NUST "MISiS" di bawah bimbingan seorang profesor, doktor ilmu teknis, Alexander Gromov telah mengembangkan metode pencetakan 3D untuk bahan komposit aluminomatrix (berbasis aluminium) dengan penguat keramik pengisi (aluminium oksida dan nitrida). Menggunakan metode selective laser melting (SLM), para peneliti memperoleh komposit yang 20% lebih tahan lama dibandingkan dengan sampel aluminium murni.
SLM adalah teknologi pencetakan 3D di mana bubuk logam dilebur oleh sinar laser. Pertama, model 3D produk dibuat. Kemudian dibagi menjadi layer 2D, yang dicetak berurutan satu di atas yang lain. Lapisan tipis bubuk diaplikasikan ke platform khusus, kemudian laser menggabungkan model 2D di sepanjang kontur, platform lebih rendah, lapisan bubuk baru tiba, dan siklus berlanjut.
Bahan baku yang digunakan oleh para ilmuwan"Untuk pencetakan 3D bagian aluminium, apa yang disebut silumin (paduan aluminium-silikon, khususnya, senyawa Al-Si-10Mg) terutama digunakan sebagai bahan baku," kata manajer proyek Alexander Gromov . “Namun, tuntutan industri kedirgantaraan sedang tumbuh, dan di seluruh dunia secara aktif mencari komposisi baru komposit aluminomatrix (termasuk yang dimodifikasi, paduan) untuk mendapatkan bagian dengan kinerja yang ditingkatkan (kekuatan, kekerasan, ketahanan terhadap retak) dan biaya rendah dibandingkan dengan mengandung paduan tanah jarang. "
Para ilmuwan dari NUST MISIS berhasil meningkatkan kekuatan bubuk aluminium karena pengerasan dengan aditif keramik secara langsung dalam proses pencetakan 3D (yang disebut modifikasi
in situ ). Sebelumnya diyakini bahwa tidak mungkin untuk mendapatkan komposit tersebut pada printer SLM, untuk ini, diperlukan printer 3D khusus. Namun, kelompok ini berhasil membuat batch percontohan bahan bubuk baru pada printer SLM-280 HL konvensional.
Printer Foto SLM-280 HLMetode yang diusulkan untuk menghasilkan produk 3D dari komposit aluminium dengan sifat yang ditingkatkan meningkatkan fleksibilitas desain mereka, mengurangi waktu produksi prototipe fungsional, dan mengurangi massa komponen sebesar 10-20%.
Saat ini, tim peneliti sedang menyelesaikan serangkaian tes laboratorium dari kumpulan material yang diterima. Dalam waktu dekat, para peneliti akan memulai fase proyek selanjutnya - mendapatkan sampel pertama dari bagian-bagian dari bubuk aluminium-keramik yang diperoleh.
Studi ini dilakukan di bawah dana dari Yayasan Sains Rusia, hasil tahap pertama diterbitkan dalam jurnal Bahan.