Материаловеды Белгородского государственного национального исследовательского университета продемонстрировали эффективность аддитивных технологий в производстве высокопрочных инструментов сложного профиля для сварки с перемешиванием.
Сварка трением с перемешиванием применяется в аэрокосмической, железнодорожной, автомобилестроительной, атомной, судостроительной и других отраслях. Скорость сварки и ее качество напрямую зависят от сварочных инструментов, которые должны сохранять высокую прочность при повышенных температурах. В лаборатории механических свойств наноструктурных и жаропрочных материалов Научно-исследовательского института материаловедения и инновационных технологий БелГУ получено высокопрочное соединение из разнородных алюминиевых сплавов с применением 3D-печатного инструмента. Исследование выполнено командой под руководством профессора кафедры материаловедения и нанотехнологий, доктора физико-математических наук Сергея Миронова, сообщает пресс-служба вуза.
Предложенный способ предполагает 3D-печать инструмента из мартенситностареющей стали методом лазерного порошкового синтеза на подложке. Еще одна особенность разработки заключается в последующем искусственном старении аддитивного инструмента для повышения прочности и износостойкости при рабочих температурах.
Проведена серия предварительных научных исследований, в ходе которых выявлены основные механизмы, определяющие формирование микроструктуры в ходе 3D-печати и ее связь с механическими свойствами 3D-печатных изделий. Ученые оптимизировали процесс аддитивного производства и получили инструмент с набором необходимых свойств.
Предложенный способ позволяет получать надежные инструменты высокой прочности для сварки трением с перемешиванием. Получаемые инструменты — цельные детали необходимой формы со сложной конфигурацией наконечника и заплечиков. Производить такие методом токарной обработки технически сложно или невозможно. 3D-печатные детали не нуждаются в последующей токарно-фрезерной обработке. В запатентованном способе заложен потенциал оптимизации производственного процесса, так как сокращается время на изготовление и исключено применение дорогостоящего обрабатывающего инструмента.
«Полученный инструмент позволил усовершенствовать технологический процесс и существенно повысить качество конечных изделий. Нам удалось получить равнопрочные сварные соединения из термоупрочняемых алюминиевых сплавов. Это очень хороший результат, который может быть востребован в транспортной индустрии и прежде всего в авиакосмической отрасли», — рассказал Сергей Миронов.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.