9 Окт 2017

Методика 3D печати алюминиевыми сплавами

Разработана инновационная методика 3D печати, которая позволяет создавать высокопрочные детали на 3Д принтере, применяя сплавы алюминия. Основа данного метода состоит в смешивании наночастиц с сырьем, что дает возможность вызвать кристаллизацию высокого уровня и предупредить возникновение разного рода трещин в изготавливаемых деталях при их затвердевании. 

3д печать сплавом алюминия

Исследователями по данной методике являются ученые из лаборатории  HRL. Целью проделанной работы является создание легких, но высокопрочных деталей усложненных параметров для авиакосмической промышленности и использования. Данное исследование тщательно описано в интернет газете NATURE.

Развитие 3Д печати как отдельной производственной отрасли все больше становится популярным и дает возможность создавать уже не только прототипы изделий, а и самостоятельные сложной конструкции детали. Уже активно используются не только агрегаты, которые печатают изделия из полимерного сырья, но и 3Д принтеры, которые обрабатывают сырье металлического состава. Но по причине низких кристаллизационных способностей металлов в процессе обработки на 3Д принтере их по сей день было трудно использовать как сырье для создания изделий с точными и высокими характеристиками.

Ученые из Америки смогли адаптировать общеизвестные алюминиевые сплавы высокой прочности для 3Д печати. Соответствие прочности и плотности указанных сплавов равно 7075 и 6061. При использовании алюминиевых сплавов абсолютно без добавок их кристаллизация проходит на довольно таки низком уровне, что вызывает образование различного рода зернистостей (возникают продолговатые и дендритные зерна). Расплав, который остается между зернами при остывании теряет объемы и затвердевает, из-за этого в материале возникают полости и трещины. 

3D модель из алюминия

Чтобы избежать таких погрешностей в создании деталей ученые пришли к тому, что частицы со сплава алюминия необходимо засыпать какими-то более мелкими элементными частичками значительно меньших размеров. Для достижения качественного и максимально результативного выбора мелких частиц авторам пришлось перебрать большое количество материалов. Основополагающими задачами поиска было минимальное расхождение в периодах и типах решеток, термическая и динамическая стабильность в сплаве и доступность материала. Итоговым выбором остался гидрид циркония, который в процессе плавления образует Al3Zr.

Большая часть этих частиц на поверхности порошковых крупинок являются кристаллизационными центрами. Таким образом, происходит возникновение мелких зерен с равными осями, которые закрывают пустоты и создают однородную массу без просветов и воздушных полостей. Итоговое созданное изделие получается с максимально хорошими показателями качества и характеристиками без полостей и трещин. Напечатанные детали имеют маленькую массу и высокую прочность. Ученые отмечают, что в скором будущем будет возможность создавать детали из других металлических материалов, которые будут обладать таким же качеством.

Еще раньше эти же исследователи разработали возможность печати на 3Д принтере термостойкой керамики, выдерживающей нагрев до 1700оС.

Возврат к списку


 
Текст сообщения*
Загрузить файл или картинкуПеретащить с помощью Drag'n'drop
Перетащите файлы
Ничего не найдено
Отправить Отменить
Защита от автоматических сообщений