Проволока с высоким содержанием переходных и редкоземельных металлов, над которой работают красноярские учёные, позволит 3D-печати выйти на новый уровень, а детали, изготовленные с её помощью, будут обладать особыми свойствами, аналогов которым нет в мире.
На сегодняшний день аддитивные технологии позволяют изготавливать детали любой формы непосредственно с 3D-цифровых моделей без отходов и используются во многих отраслях: от машиностроения и медицины до народного хозяйства. При этом качество продукции, получаемой таким методом, во многом зависит от материала, используемого при печати.
— Наша цель – разработать технологию получения проволоки для аддитивных технологий из алюминиевых сплавов с таким уровнем содержания переходных и редкоземельных металлов, который позволит получить особые физико-механические свойства итоговых изделий, — объясняет свою задачу руководитель проекта, доктор технических наук, профессор СФУ Юрий Горохов.
Так, одним из требований к новому материалу для 3D-печати является отсутствие литейных дефектов, пористости, мелкозернистая дисперсная структура, что поможет исключить дефекты уже в печатаемых деталях сложной формы.
Добиться этого позволит метод прямого энергетического наплавления с применением в качестве источника энергии лазера, электронного луча или плазмы. Таким способом учёные рассчитывают получить детали, обладающие комплексом высоких прочностных свойств на наноструктурном уровне, чего нельзя получить, используя традиционные технологии.
А
Б
Микроструктура литого (А) и наноструктурированного путем интенсивной пластической деформации (Б) прутка сплава 01417 состава алюминий и 6 – 8% редкоземельных металлов (РЗМ) в поперечном направлении (х1000)
Кроме прочности в широком интервале температур, материал будет обладать высокой электропроводностью, защитой от излучения, пластичностью, лучшим качеством поверхности и другими свойствами, которые позволят выйти на новый уровень 3D-печати.
— Обширный комплекс исследований требует длительной работы научного коллектива, однако к осени мы планируем провести испытания первых опытных образцов проволоки, — рассказывает Юрий Горохов.
Проект реализуется в рамках конкурса междисциплинарных фундаментальных научных исследований «Енисейская Сибирь», который совместно проводят Российский фонд фундаментальных исследований, Красноярский краевой фонд науки и ООО «Научно-производственный центр Магнитной гидродинамики». Это даёт право говорить не только о научной разработке, но и о внедрении её в жизнь. Не случайно главная цель проекта – организация инновационного производства нового материала, который будет не только использоваться в России, но и иметь большой экспортный потенциал.
Всего в рамках конкурса «Енисейская Сибирь» в 2019 году было поддержано 13 проектов, а общий бюджет конкурса с учётом трёхстороннего финансирования составил порядка 60 млн рублей. Новый конкурс «Енисейская Сибирь» планируется запустить в начале осени.