В СПбПУ освоили аддитивное производство алюминиевых деталей без плавления металла
Специалисты Лаборатории легких материалов и конструкций Института машиностроения, материалов и транспорта СПбПУ Петра Великого освоили аддитивное производство деталей из алюминиевых сплавов в твердом состоянии. Метод основан на технологии сварки трением и позволяет получать изделия без потери физико-механических свойств, которую вызывает избыточный нагрев расходного материала.
Как устроен процесс
Лазерный луч или электронный пучок в нём не применяются. Тепло возникает от трения между специальным инструментом и заготовкой и разогревает материал до пластичного состояния, не доводя до температуры плавления. Материал переносится с инструмента на заготовку, и формируется мелкозернистая кристаллическая структура. По прочности она превосходит литые и кованые аналоги.
Руководитель проекта, заведующий лабораторией Олег Панченко объяснил, почему плавление для алюминия проблематично: при переходе металла в жидкую фазу и обратно возможны поры и горячие трещины, неизбежно появляются остаточные напряжения. Это характерно для традиционной 3D-печати.
Где применяется и что быстрее
Технология подходит для крупногабаритных изделий и для ремонта деталей, где обычные подходы недоступны из-за плохой свариваемости или иных сложностей. Скорость аддитивного производства из алюминиевых сплавов в полтора раза выше, чем у WAAM (электродуговое наплавление металлической проволоки).
Традиционный путь для алюминиевых конструкций - раскрой листа и трудоёмкая сборка. Он даёт высокую себестоимость и сниженную эксплуатационную надёжность из-за множества соединительных узлов.
Патент и поддержка
По словам директора ИММиТ Анатолия Поповича, технологией аддитивного производства алюминиевых деталей в твердом состоянии обладали лишь США и Китай. Разработаны технологические основы процесса, ранее запатентован специальный инструмент для послойного нанесения металла. Задел СПбПУ поддержала программа «Приоритет-2030».
В планах лаборатории - технологии сварки и ремонта поврежденных деталей из сплавов на базе меди, никеля и других металлов.
Источник — 3DToday
