Технология холодного газодинамического напыления позволяет работать со многими металлами и сплавами, разгоняя и сталкивая частицы порошка с субстратами. Процесс аналогичен технологии «Димет», только с автоматизированным позиционированием.

Скорость частиц может превышать скорость звука в несколько раз, а наращивание происходит путем пластической деформации. Так как переход в жидкую фазу происходит при относительно низких температурах, снижается вероятность образования хрупких кристаллитов и остаточных напряжений.

Технология уже нашла применение в промышленной 3D-печати, причем наибольшее распространение получила в Австралии, где 3D-принтеры по технологии холодного газодинамического напыления выпускаются компаниями Titomic и SPEE3D. Интересуется технологией и американская корпорация General Electric, конструирующая собственные аддитивные системы, но не для коммерческого рынка. Стоит такое оборудование очень дорого — слишком дорого даже для хорошо обеспеченных вузов вроде хьюстонского Университета Райса.

Студенческую команду AeroForge это не остановило: ребята сконструировали собственный 3D-принтер, уложившись примерно в четыре с половиной тысячи долларов, тогда как стоимость промышленного оборудования исчисляется шестизначными цифрами. За старания студентов уже наградили двумя академическими премиями — Excellence in Capstone Engineering Award и Willy Revolution Award for Outstanding Innovation.

Порошок разгоняется под высоким давлением в потоке азота, разогретого до 450°С. На выходе из сопла давление падает, и газ вместе с порошком быстро охлаждаются, но при этом продолжают двигаться со скоростью около трех Махов. Система регулирует подачу порошка и позиционирование сопла относительно субстрата. О высоком разрешении говорить не приходится, но технология позволяет получать заготовки довольно сложной формы, по завершении 3D-печати требующие минимальной механической обработки.

Так как самодельная система работает под высоким давлением, а мелкодисперсные порошки к тому же могут быть пирофорны, то есть способны к самовоспламенению, за работой оборудования наблюдают удаленно, с безопасного расстояния из отдельного помещения.

Самое главное, теперь ребята смогут изучать перспективы 3D-печати металлами в производстве сложных авиационных, автомобильных и станочных деталей. Особенно команду интересует возможность локализации производства и изготовления штучных запасных частей по мере необходимости для борьбы с уже привычными сбоями в глобальной логистике.

Источник