Ученые НИТУ «МИСиС» разработали экономичный и высокоэффективный способ производства композиционных металломатричных порошков для 3D-печати. Полученные материалы могут использоваться, в частности, в аэрокосмической отрасли при производстве деталей двигателей. Их использование позволит снизить стоимость производства деталей сложной формы. Презентация разработки состоялась на выставке ВУЗПРОМЭКСПО-2021 в Сочи.
Ежегодные темпы роста мирового рынка аддитивных технологий составляют более 100%. Причина в преимуществе 3D-технологий для металлов по сравнению с традиционными промышленными технологиями: литьем, порошковой металлургией, механической обработкой. «Аддитивка» дает возможность создавать 3D-детали сложной формы, снизить вес деталей за счет оптимизации конструкции и увеличить их прочность.
Особенно востребовано промышленностью создание методов 3D-печати алюминиевых композитов для аэрокосмоса. Но для серийного производства деталей ракет и самолётов необходимы качественные исходные порошки — прекурсоры, а также простой метод их получения с высокой производительностью и одновременно низкой стоимостью.
Полноценное внедрение металлических аддитивных установок в отечественную промышленность сдерживается в первую очередь высокой стоимостью сырья и энергозатратностью, связанной с использованием больших мощностей лазера.
Ученые НИЦ «Конструкционные керамические наноматериалы» НИТУ «МИСиС» разработали метод производства композиционных реакционных порошков-прекурсоров Ti/Al и Ni/Al для применения в 3D-печати с использованием методов селективного лазерного спекания и электроискрового лазерного спекания, основанные на послойном спекании порошковых материалов с помощью луча мощного лазера.
Исследователи выяснили, что высокоэнергетическая механическая обработка (ВЭМО) исходных порошков титана, алюминия и никеля в шаровой планетарной мельнице при высоких скоростях позволяет получать реакционные порошки, состоящие из слоистых композиционных частиц Ti/Al или Ni/Al. Реакционные порошки под воздействием нагрева (например, лазерным лучом) вступают в экзотермическую реакцию, образуя соответствующие интерметаллиды, поэтому отпадает необходимость использовать большие мощности в процессе печати, которые требуются для плавления, например, TiAl.
Использование реакционных порошков в 3D-печати позволит существенно снизить стоимость конечных изделий, а также сократить потребление энергии в процессе печати. Материалы, полученные из реакционных порошков-прекурсоров, могут использоваться в аэрокосмической и автомобильной промышленности, биомедицине, металлургии и химическом производстве, а также в энергетике.
Пресс-служба НИТУ «МИСиС»
E-mail: press@edu.misis.ru, тел.: 8 495 647 23 09
Дина Моисеева: moiseeva@edu.misis.ru, тел.: 8 903 363 05 73
Справка о НИТУ «МИСиС»
НИТУ «МИСиС» - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ «МИСиС» также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 16 направлениям, входя в топ-100 в категориях «Инжиниринг–Горное дело» (рейтинг QS) и «Инжиниринг-Металлургия» (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ «МИСиС» в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).
Стратегическая цель НИТУ «МИСиС» к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В НИТУ «МИСиС» учится более 20 000 обучающихся, среди них 26% – это студенты из 84 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. НИТУ «МИСиС» успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.
