Специалисты Лаборатории легких материалов и конструкций Института машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого первыми в России разработали технологию аддитивного производства деталей из алюминиевого сплава в твердом состоянии.
Технология позволяет быстро ремонтировать и производить детали для предприятий авиакосмической отрасли, судостроения и машиностроения. Разработка ведется при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030».
Традиционные методы производства алюминиевых конструкций предполагают раскрой листового материала и последующую трудоемкую сборку. Это характеризуется высокой себестоимостью и недостаточной эксплуатационной надежностью из-за множества соединительных узлов.
«Дело в том, что при переходе металла в жидкую фазу, а потом обратно, возможно возникновение пор, горячих трещин, неминуемо появляются остаточные напряжения, это характерно для традиционной 3D-печати», – объясняет руководитель проекта, заведующий лабораторией Олег Панченко.
В своей технологии специалисты СПбПУ использовали вместо лазера или электронного луча специальный инструмент. Он создает трение между рабочей частью и заготовкой. Выделяемое тепло разогревает материал до пластичного состояния, не доводя его до температуры плавления. Далее материал инструмента послойно переносится на заготовку. В результате формируется мелкозернистая кристаллическая структура, которая превосходит по прочности литые или кованые аналоги.
Технология подходит не только для производства крупногабаритных изделий, но и для ремонта деталей, где традиционные подходы недоступны. Кроме того, скорость такого аддитивного производства для алюминиевых сплавов в 1,5 раза превышает технологию WAAM.
«Технологией аддитивного производства деталей из алюминиевых сплавов в твердом состоянии обладают лишь две страны – США и Китай. Теперь благодаря ученым Петербургского Политеха эта передовая технология есть и в нашей стране», – прокомментировал главный конструктор направления СПбПУ Анатолий Попович.
В дальнейших планах ученых – разработка технологий сварки и ремонта поврежденных деталей из сплавов на базе меди, никеля и других металлов.
Ранее «Петербургский дневник» сообщал, что ученые Политеха создали уникальную технологию мультиматериальной 3D-печати изделий из нескольких металлов. Научным руководителем разработки стал директор ИММиТ Анатолий Попович. Технология позволяет создавать детали сразу из четырех сплавов в рамках одного цикла и совмещать даже изначально несвариваемые материалы, такие как алюминий и сталь. Разработка ведется в рамках программы «Приоритет-2030».