A produção aditiva de peças metálicas está se tornando cada vez mais popular e não surpreende: em comparação com as tecnologias industriais tradicionais, como fundição, metalurgia do pó e processamento mecânico, o “aditivo” permite criar peças complexas, reduzir o peso da peça, otimizando o design, aumentando a resistência e também "cresce rapidamente" partes em pequena escala de formas complexas.
Uma das áreas mais procuradas da tecnologia aditiva é a impressão 3D de compósitos aeroespaciais. Basicamente, o titânio é usado para fabricar peças de aeronaves. É durável, resistente à corrosão, resistente a cargas ... MAS: o titânio é muito denso, portanto, pesado, portanto, não importa quão bom seja, você precisa procurar uma alternativa. Os cientistas da NUST “MISiS” descobriram - e isso é alumínio. Mas como, ele é muito menos durável? Sobre por que isso não é mais um problema e o que a tecnologia 3D tem a ver com isso - em nosso artigo.
Amostras de produtos obtidas por um dos métodos de produção aditiva - SLM (sobre isso também abaixo)Cientistas do NUST “MISiS”, sob a orientação do professor, doutor em ciências técnicas, Alexander Gromov desenvolveram um método de impressão 3D para materiais compostos de aluminomatriz (à base de alumínio) com cargas de reforço em cerâmica (óxido e nitreto de alumínio). Usando o método de fusão seletiva a laser (SLM), os pesquisadores obtiveram compósitos 20% mais duráveis em comparação com amostras feitas de alumínio puro.
SLM é uma tecnologia de impressão 3D na qual um pó de metal é derretido por um raio laser. Primeiro, um modelo 3D do produto é criado. Em seguida, é dividido em camadas 2D, que são impressas sequencialmente uma em cima da outra. Uma camada fina de pó é aplicada a uma plataforma especial, o laser funde o modelo 2D ao longo dos contornos, a plataforma abaixa, uma nova camada de pó entra e o ciclo continua.
Matérias-primas utilizadas por cientistas"Para a impressão 3D de peças de alumínio, as chamadas siluminas (ligas de alumínio e silício, em particular, o composto Al-Si-10Mg) são usadas principalmente como matéria-prima", diz o gerente de projeto Alexander Gromov . “No entanto, as demandas da indústria aeroespacial estão crescendo e, em todo o mundo, estão buscando ativamente novas composições de compósitos de aluminomatrix (incluindo modificados, ligados) para obter peças com melhor desempenho (resistência, dureza, resistência a trincas) e baixo custo em comparação com contendo ligas de terras raras ".
Os cientistas da NUST MISIS conseguiram aumentar a força dos pós de alumínio devido ao endurecimento com aditivos cerâmicos diretamente no processo de impressão 3D (a chamada modificação
in situ ). Anteriormente, acreditava-se que era impossível obter esses compostos em impressoras SLM; para isso, eram necessárias impressoras 3D especiais e únicas. No entanto, o grupo conseguiu criar lotes piloto do novo material em pó em uma impressora SLM-280 HL convencional.
Impressora fotográfica SLM-280 HLOs métodos propostos para a produção de produtos 3D a partir de compósitos de alumínio com propriedades aprimoradas aumentam a flexibilidade de seu design, reduzem o tempo de produção de protótipos funcionais e reduzem a massa de peças em 10 a 20%.
Atualmente, a equipe de pesquisa está concluindo uma série de testes de laboratório do lote de material recebido. Em um futuro próximo, os pesquisadores iniciarão a próxima fase do projeto - obtendo as primeiras amostras de peças do pó de alumínio-cerâmica obtido.
O estudo é realizado sob uma concessão da Russian Science Foundation, os resultados da primeira etapa são publicados na revista Materials.