Совместная разработка исследователей Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук и Томского политехнического университета позволит усовершенствовать печать упрочняющих покрытий и избавить композитные материалы от дефектов.
Ученые из Томска создают новые композитные порошки для трехмерной печати на основе титана и алюминия с добавлением упрочняющих частиц, позволяющие избежать эффектов «разбрызгивания» и других дефектов сплавления при создании объекта. Когда разные исходные компоненты порошка для 3D-принтера имеют разную температуру плавления или разную плотность, а также когда если упрочняющие частицы плохо смачиваются расплавом, - на выходе, как правило, может получиться дефектная деталь. Как этого избежать?
Российские ученые предложили синтезировать композитные порошки методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), который сам по себе дешев и не требует специального оборудования. Для синтеза композитов в Томске используют смеси титана и алюминия с бором, углеродом и кремнием; планируют добавлять и оксиды. В результате упрочняющая фаза (карбиды, бориды и силициды) образуются в ходе СВС. Составы после размола практически готовы к использованию. Испытания показали, что эти порошки достаточно хорошо ведут себя при 3D-печати.
Сейчас исследователи в Томске продолжают испытания добавок, чтобы выявить, как получить конкретные составы композитного порошка. Эти материалы могут применяться в машиностроении для создания упрочняющих покрытий режущих инструментов, а также в авиакосмической отрасли. Проект уже получил грантовую поддержку Российского научного фонда.