Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» запатентовали аддитивную технологию изготовления электрических вольфрамовых нагревателей, существенно упрощающую производство и повышающую качество элементов с многослойными структурами.
Вольфрамовые нагреватели — ключевой компонент оборудования, работающего при температурах от 1500 до 3000°C. Их устанавливают в вакуумных и защитных печах для спекания и термообработки, а также для выращивания кристаллов, пайки и плавления тугоплавких металлов, широко используют в высокотемпературной металлургии и порошковых технологиях, а также при синтезе карбидов, нитридов и сверхтвердых соединений. Элементы устанавливают в лабораторном оборудовании, которое моделирует экстремальные условия для испытания новых сплавов, керамики и композитов.
Традиционное изготовление вольфрамовых нагревателей трудоемко из-за сложностей, связанных с обработкой металла, что ограничивает масштаб и эффективность их применения. Ученые НИТУ МИСИС решили эту проблему с помощью аддитивных технологий, применив метод селективного лазерного сплавления металлопорошковых композиций (SLM), сообщает пресс-служба вуза.
«Традиционные методы производства вольфрамовых нагревателей — выплавка, точение, ручная сборка составной конструкции — сложны и дороги, особенно если речь идет о компактных изделиях с многокомпонентной структурой. Мы запатентовали технологию аддитивного производства, которая радикально упрощает устоявшиеся процессы», — рассказал профессор кафедры физической химии НИТУ МИСИС Сергей Жевненко.
Благодаря правильно подобранным режимам сплавления ученым удалось сделать вольфрамовый нагреватель цельным и не требующим дополнительной оснастки.
«Для печати мы использовали порошок чистого вольфрама с размером частиц в десятки микрометров. Поскольку этот металл плавится при очень высокой температуре, около 3422°C, процесс требовал высокой мощности излучения и точной настройки технологических параметров. В установке селективного лазерного сплавления мы локально расплавляли вольфрамовый порошок в атмосфере аргона, слой за слоем формируя изделие», — рассказал заведующий лабораторией аддитивного производства НИТУ МИСИС Станислав Чернышихин.
По словам инженера первой категории научного проекта кафедры физической химии НИТУ МИСИС Айнура Хайруллина, с помощью разработанной технологии можно в разы проще и дешевле изготавливать вольфрамовые нагреватели небольшого размера для научного и учебного применения. Это поможет без дополнительных затрат повысить скорость и эффективность исследований, в которых применяются высокотемпературные лабораторные методы.
Исследование выполнено при грантовой поддержке Российского научного фонда.
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