Учёные Института металлургии и материаловедения им. Байкова РАН разработали технологию 3D-печати жаропрочных деталей, которая обходится без дорогого высокотемпературного оборудования. Секрет — в композитной нити из металлического порошка и… биоразлагаемого пластика, который после печати просто удаляют. Об этом «Известиям» рассказали в Минобрнауки.
Как это работает
Состав нити:
- 2/3 — металлический порошок (смесь алюминия, титана, никеля).
- 1/3 — полилактид (биоразлагаемый пластик из растительного сырья).
Процесс:
- Печать заготовки на специальном оборудовании (пластик удерживает форму).
- Отжиг в вакуумной печи — полимер полностью удаляется.
- Спекание при +700°C (вместо обычных 1300°C).
Химия: при 700°C алюминий плавится и запускает самоподдерживающуюся реакцию с титаном и никелем. Формируется новый монолитный материал с собственной кристаллической решёткой. В итоге деталь становится жаропрочной и плавится уже выше +1300°C.
Почему это прорыв
- Энергоэффективность: 700°C вместо 1300°C — огромная экономия.
- Доступность: не нужны сложные высокотемпературные печи, можно использовать стандартное вакуумное оборудование.
- Сырьё: не требуется дорогих ингредиентов классической металлургии.
Где пригодится
- Сопла ракет и авиационные турбины.
- Элементы обшивки, защищающие аппараты от перегрева при входе в атмосферу.
- Конструкции гиперзвуковых ракет.
- Спутниковые группировки и новые воздушные суда.
Мнения экспертов
Андрей Новиков (МГТУ им. Баумана): разработка ускорит создание отечественных спутников и самолётов. Аддитивные технологии уже используются даже в массовом производстве (например, детали iPhone).
Камиля Кыдралиева (МАИ): снижение температуры с 1300 до 700°C — это «существенные преимущества в энергетике и упрощение процесса». Но нужно решать вопросы деформации, хрупкости, стабильности качества и сертификации.
Сергей Никифоров (КНИТУ-КАИ): технология позволяет использовать широко распространённые вакуумные печи, снижая порог входа для малых предприятий. Слабое место — остаточная пористость и усадка (сложно предсказать точные размеры).
Александр Хаймович (Самарский университет): главное — создать устойчивый процесс, дающий стабильное качество в строгих рамках авиационных и космических требований.
Статус
Учёные работают над улучшением режимов спекания, минимизацией пористости и доведением прочности до уровня классической порошковой металлургии. До промышленного внедрения — решение материаловедческих, технологических и регуляторных задач.