Разработана технология 3D-печати из титановых сплавов
Ученые Уральского федерального университета в сотрудничестве с индийскими коллегами разработали технологию получения жаропрочных сплавов на основе алюминидов титана и 3D-печати из них деталей сложной формы. Такие сплавы выдерживают рабочую температуру до 700 ℃ и легче аналогов из никеля или железа. Изделия из них крайне востребованы в авиационно-космической отрасли.
Основная сложность при работе с интерметаллидами заключается в их низкой пластичности. Из них труднее изготавливать сложные детали при помощи обработки металлов давлением. Для решения этой задачи уральские ученые предложили использовать аддитивные технологии.
По сравнению с традиционными способами новый метод занимает меньше времени, так как состоит всего из одной операции — сплавления тонкого слоя порошка лазером. Многократный ее повтор позволяет за счет нанесения новых слоев буквально выращивать изделия сложной формы. Форма при этом может быть практически любой, с точными размерами, которые затем не нужно подгонять. Также снижается количество внутренних дефектов.
«Нам предстояло решить ряд задач, в частности улучшить механические и эксплуатационные свойства изделий: снизить количество пор, непроплавов, химическую неоднородность, повысить пластичность, избежать мелких трещинок и так далее. В итоге за счет подбора правильных технологических параметров 3D-печати, термической обработки, состава сплава и других решений мы получили заданную структуру материала при отсутствии дефектов, которых сложно избежать при данном способе производства. В общем, нам удалось создать технологию и получать изделия методом, который раньше в принципе не использовали для таких материалов», — рассказал один из авторов исследования, доцент кафедры термообработки и физики металлов УрФУ Степан Степанов.
В работе над проектом исследователи использовали порошок, произведенный российской компанией. Образцы напечатали на отечественном 3D-принтере.
Создание технологии 3D-печати из титановых сплавов — один из результатов работы по проекту «Совершенствование технологий получения и обработки функциональных материалов ответственного назначения на основе титана с использованием цифровых технологий». Проект реализуется при финансовой поддержке Минобрнауки России по программе «Приоритет-2030». Работу ученых также поддержал Российский научный фонд.