Исследователи из «Сколтеха» освоили 3D-печать из медных сплавов для высокотехнологичных компонентов

Исследовательская группа из «Сколтеха» совместно с российскими и индийскими научными организациями адаптировала технологию 3D-печати для создания деталей из алюминиевой бронзы. Этот материал обещает найти применение в компонентах, работающих в условиях интенсивного теплового воздействия, таких как теплообменники и корпуса силовой электроники.

Алюминиевая бронза (Cu-9.5Al-1Fe) обладает высокой теплопроводностью и технологичностью, но процесс её печати усложнён из-за высокой отражательной способности и быстрого отвода тепла, что приводит к образованию дефектов, таких как поры несплавления и пористость типа замочной скважины. Исследователи варьировали плотность энергии, изменяя мощность лазера и скорость сканирования, установив, что при низкой плотности энергии поры несплавления преобладают, а при высокой — наблюдаются поры типа замочной скважины.

Общие результаты показали уровень пористости около 5%, однако даже с остаточной пористостью образцы продемонстрировали механические характеристики, превышающие показатели литой алюминиевой бронзы, с пределом прочности до 748 МПа и относительным удлинением до 16,2%.

Особое внимание уделено фазовому составу. В процессе кристаллизации были обнаружены фазы, нетипичные для равновесной структуры алюминиевой бронзы. Изменение плотности энергии влияет на теплопроводность, которая достигает 47 Вт/(м·К) при комнатной температуре, что близко к значениям литого материала, но с значительно более высокой прочностью.

Таким образом, данное исследование открывает новые горизонты для производства сложных по форме компонентов, которые по своим характеристикам могут не уступать, а даже превосходить традиционные литые аналоги, что может существенно повлиять на развитие технологий в области энергетики и электроники.

Исследовательская группа из «Сколтеха» совместно с российскими и индийскими научными организациями адаптировала технологию 3D-печати для создания деталей из алюминиевой бронзы. Этот материал обещает найти применение в компонентах, работающих в условиях интенсивного теплового воздействия, таких как теплообменники и корпуса силовой электроники.

Алюминиевая бронза (Cu-9.5Al-1Fe) обладает высокой теплопроводностью и технологичностью, но процесс её печати усложнён из-за высокой отражательной способности и быстрого отвода тепла, что приводит к образованию дефектов, таких как поры несплавления и пористость типа замочной скважины. Исследователи варьировали плотность энергии, изменяя мощность лазера и скорость сканирования, установив, что при низкой плотности энергии поры несплавления преобладают, а при высокой — наблюдаются поры типа замочной скважины.

Общие результаты показали уровень пористости около 5%, однако даже с остаточной пористостью образцы продемонстрировали механические характеристики, превышающие показатели литой алюминиевой бронзы, с пределом прочности до 748 МПа и относительным удлинением до 16,2%.

Особое внимание уделено фазовому составу. В процессе кристаллизации были обнаружены фазы, нетипичные для равновесной структуры алюминиевой бронзы. Изменение плотности энергии влияет на теплопроводность, которая достигает 47 Вт/(м·К) при комнатной температуре, что близко к значениям литого материала, но с значительно более высокой прочностью.

Таким образом, данное исследование открывает новые горизонты для производства сложных по форме компонентов, которые по своим характеристикам могут не уступать, а даже превосходить традиционные литые аналоги, что может существенно повлиять на развитие технологий в области энергетики и электроники.

]]>