Forskere skaber titaniumdele ved hjælp af additivteknologier

Fremstilling af produkter af titanium og dets legeringer ved hjælp af traditionelle metoder er fortsat en kompleks teknologisk opgave, der kræver meget tid og penge. Forskere ved South Ural State University har udviklet en ny universel teknologi til fremstilling af titanlegeringsdele ved hjælp af additive teknologier. Den nye teknologi vil give betydelige besparelser i yderligere bearbejdning. En artikel om undersøgelsen blev publiceret i Materialer .

Titanium er meget udbredt i maskinteknik og luftfart på grund af dets styrke. Imidlertid, i højere grad, traditionel støberiproduktion anvendes til fremstilling af disse dele. Brugen af ​​additive teknologier synes at repræsentere en meget lovende retning, da den kan producere produkter af komplekse geometriske former fra titanium og dets legeringer med relativt lidt efterfølgende bearbejdning.

"Fremstillingen af ​​dele ved støbning er en meget kompleks teknologisk proces. Den skal produceres i en kontrolleret atmosfære (under vakuum eller i et beskyttende gasmiljø) for at undgå interaktionen af ​​titaniumsmelten med ilt og nitrogen i luften. Og yderligere bearbejdning af sådanne dele kræver visse betingelser og udstyr; derfor, det er bemærkelsesværdigt for dets høje omkostninger. Brugen af ​​additive teknologier synes at være en meget lovende retning, da det kan tillade at skabe produkter af komplekse geometriske former fra titanium og dets legeringer med lidt bearbejdning. Dette vil reducere prisen på det færdige produkt betydeligt, " forklarer SUSU-professor Marina Samodurova, doktor i tekniske videnskaber.

Målet med arbejdet fra videnskabsmænd fra South Ural State University sammen med specialister fra Composite JSC var at udvikle en teknologi til fremstilling af dele fra titanlegeringer, der anvender en kombination af to additive fremstillingsteknologier:selektiv lasersmeltning (SLM) og direkte metalaflejring (DMD). ) processer. SUSU's arbejde var at udvikle en teknologi til fremstilling af strukturelle elementer fra pulveriserede titanlegeringer ved at implementere DMD-metoden på emner fremstillet ved hjælp af SLS-processer.

Som en del af arbejdet i International Laboratory of Mechanics, Laserprocesser og digitale produktionsteknologier, SUSU gennemførte en undersøgelse af strukturen og mikrohårdheden af ​​fremstillede dele lavet af titanlegeringer ved hjælp af højpræcisions laboratorieudstyr.

"Analysen af ​​den kemiske sammensætning af forskellige dele lavet ved laserbelægning, analysen af ​​ensartetheden af ​​den kemiske sammensætning i produktets højde, samt sammensætningen af ​​individuelle strukturelle komponenter blev udført. Alle de undersøgte prøver har en mikrostruktur, der er karakteristisk for den hærdede tilstand af tofasede titanlegeringer, hvilket betyder, at de har den nødvendige styrke og hårdhed, der kræves af sådanne produkter, " siger Marina Samodurova.

Under forsøget, der blev truffet en teknologisk beslutning om den eksterne termiske beskyttelse af proceskammeret. Denne mindre opgradering af standard FL-Clad-R-4 laseroverfladesystem forhindrede revner i de opnåede dele efter afkøling. Forskerne opnåede produkter med god ydeevne med hensyn til styrkeegenskaber. Resultaterne af eksperimentet viste, at dele fremstillet af titanium og titanlegeringer opnået ved hjælp af additivteknologier med succes kan bruges i maskinteknik og luftfart, da de har fremragende pålidelighed og en stor sikkerhedsmargin.