3D飙升:航空航天业的新复合材料被创造出来,使零件质量减少了20%

金属零件的增材生产变得越来越受欢迎,这并不奇怪:与铸造,粉末冶金和机械加工等传统工业技术相比,“增材”使您能够创建复杂的零件,通过优化设计来减轻零件的重量,提高强度以及还可以快速“成长”复杂形状的小规模零件。

添加剂技术最抢手的领域之一是航空复合材料的3D打印。 基本上,钛用于制造飞机零件。 它坚固耐用,耐腐蚀,耐负载...但是:钛非常致密,因此很重,所以无论质量如何,都需要寻找替代品。 NUST“ MISiS”的科学家发现了它-这是铝。 但是如何,他不那么耐久? 关于为什么这不再是问题,以及3D技术与它有什么关系-在我们的文章中。

SLM

通过添加剂生产方法之一获得的产品样品-SLM(也在下面进行说明)

在教授,技术科学博士的指导下,NUST“ MISiS”的科学家亚历山大·格罗莫夫(Alexander Gromov)开发了一种3D打印方法,用于增强陶瓷填料(氧化铝和氮化物)的铝基(铝基)复合材料。 使用选择性激光熔化(SLM)的方法,研究人员获得的复合材料比纯铝样品的耐久性高20%。

SLM是一种3D打印技术,其中金属粉末被激光束熔化。 首先,创建产品的3D模型。 然后将其分为2D层,依次一层一层地打印。 将薄薄的一层粉末施加到一个特殊的平台上,然后激光沿着轮廓融合2D模型,平台下降,新的一层粉末到达,并且循环继续进行。

3维

科学家使用的原材料

“对于铝零件的3D打印,所谓的硅铝(主要是铝硅合金,尤其是Al-Si-10Mg化合物)主要用作原料,” 项目经理亚历山大·格罗莫夫(Alexander Gromov)说。 “但是,航空航天业的需求在增长,并且全世界都在积极寻找铝基复合材料(包括改性,合金化)的新成分,以获得性能(强度,硬度,抗开裂性)和低成本相比更高的零件。含有稀土合金。”

NUST MISIS的科学家通过直接在3D打印(所谓的原位改性)过程中使用陶瓷添加剂进行硬化,设法提高了铝粉的强度。 以前认为,不可能在SLM打印机上获得这种复合材料;为此,需要特殊,独特的3D打印机。 但是,该小组设法在传统的SLM-280 HL打印机上创建了新粉末材料的中试批次。

3维SLM

照片打印机SLM-280 HL

拟议的由具有改进性能的铝复合材料生产3D产品的方法提高了其设计的灵活性,减少了功能原型的生产时间,并使零件质量降低了10-20%。

目前,研究小组正在对收到的一批材料完成一系列的实验室测试。 在不久的将来,研究人员将开始该项目的下一阶段-从获得的铝陶瓷粉末中获得零件的第一批样品。

这项研究是在俄罗斯科学基金会的资助下进行的,第一阶段的结果发表在《材料》杂志上。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN472526/


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