Новости

7 ноября, 2022 12:39

Ученые ПНИПУ исследовали метод повышения прочности 3D-печатных металлических изделий проковкой

Источник: 3D Today
Один из ключевых технологических вызовов современности — необходимость кратного снижения временных затрат на всех циклах производства. Изготовление крупногабаритных металлических конструкций традиционными методами требует много времени. Гибридные аддитивные технологии — 3D-печать металлами в сочетании с последующей механической обработкой — способны удовлетворить запрос промышленности на скорость получения готовых изделий, однако они зачастую уступают традиционным технологиям по прочности и пластичности получаемых изделий. Ученые Пермского политеха и Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук нашли решение этой проблемы.
Источник: Oak Ridge National Laboratory

Исследование выполняется при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках одного из направлений программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030», сообщает пресс-служба ПНИПУ. Металлическая 3D-печать все шире используется в таких отраслях промышленности, как авиа- и машиностроение, энергетика, медицина и даже ювелирное дело. С ее помощью можно создавать легкие и прочные металлические конструкции сложной формы со значительной экономией материала. В процессе 3D-печати добавляемый слой материала соединяется с уже сформированным слоем, при этом атомы металла зачастую формируют дендриты — кристаллы, напоминающие по форме деревья, тогда как предпочтительной формой является зерно — многогранная или округлая форма кристаллов.

«Прочность и пластичность металлических сплавов, произведенных способом металлической 3D-печати, во многом ограничена дендритной структурой кристаллов. Образование подобной структуры удается подавить, используя гибридные технологии аддитивного производства. В своем исследовании мы чередовали наплавку алюминиево-магниевого сплава с послойными пластическими деформациями (проковкой) посредством ударного воздействия пневмомолотка и обнаружили, что таким образом можно получить равноосную зернистую структуру», — рассказывает руководитель проекта, профессор кафедры сварочного производства, доктор физико-математических наук Дмитрий Трушников.

В результате исследования получена математическая модель процесса, показывающая, что сочетание наплавления и проковки позволяет «схлопывать» поры, образующиеся при обработке алюминиево-магниевых сплавов. Кроме того, математическая модель позволила существенным образом оптимизировать параметры проковки и заметно повысить характеристики прочности и пластичности материала.

Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Вычислительная механика сплошных сред».

24 января, 2023
Ученые Института катализа СО РАН создали универсальный метод синтеза теплопроводных катализаторов
Исследователи Института катализа СО РАН разработали универсальный метод синтеза высокоакти...
23 января, 2023
Машинное обучение помогло подобрать условия синтеза высокоэнтропийного карбида
Высокоэнтропийные карбиды — уникальные материалы на основе углерода и 4–6 переходных металлов IV и V...