Мюнхенский технический университет (  TUM) совместно со своим исследовательским реактором FRM II, Colibrium Additive и Университетом имени Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) работает  над разработкой «легких, но чрезвычайно прочных» алюминиевых компонентов для аэрокосмической отрасли. 

Партнеры совместно изучают возможность использования лазерной резки металла в порошковой среде для обработки таких деталей. 

Лазерная технология плавления порошка, хотя и позволяет печатать высокоточные детали и предоставляет большую свободу дизайна по сравнению с традиционными методами, исторически испытывала трудности при обработке высокопрочных алюминиевых сплавов, например, тех, которые используются для изготовления несущих элементов конструкции самолетов и космических аппаратов. Как правило, детали, напечатанные из этих сплавов, склонны к растрескиванию при охлаждении.

В проекте используется новый подход, при котором «специальные добавки» в металлическом порошке вступают в химическую реакцию во время печати и образуют мелкодисперсные керамические частицы субмикрометрового размера. Предполагается, что эти частицы влияют на рост кристаллов в материале, способствуя формированию мелкозернистой, однородной микроструктуры. Снижая образование трещин, этот процесс, как утверждается, позволяет использовать в промышленности алюминиевые сплавы, которые ранее считались практически неподходящими для печати. ​​Партнеры утверждают, что это приводит к снижению веса, повышению несущей способности и повышению экологичности производства за счёт экономии материала.

Компания Colibirum Additive вносит свой вклад в проект, используя свои технологии и опыт в области аддитивного производства, и тесно сотрудничает с TUM и FAU в разработке соответствующих технологических параметров для процесса LPBF. FAU анализирует печатные материалы и их механические свойства, в частности, с помощью микроскопических методов. Исследователи FRM II отвечают за комплексное исследование и контроль качества материалов с использованием нейтронных методов. 

В FRM II используется несколько специализированных методов: нейтронная дифракция позволяет точно определять фазовое распределение и внутренние напряжения – ключевые параметры для оценки прочности и стабильности. Нейтронная визуализация (радиография и томография) позволяет визуализировать даже самые мелкие трещины и поры глубоко внутри образцов без разрушения. В целом, более высокая чувствительность нейтронов по сравнению с рентгеновскими лучами используется для лучшего понимания микроструктуры материала.

Проект финансируется Федеральным министерством образования, технологий и космоса (BMFTR) на общую сумму 1,17 млн ​​евро в рамках Плана действий по исследованию Вселенной и материи (ErUM). 

Источник