Produktionsteknologi for nye flystrukturer har øget deres styrke

Forskere fra NUST MISIS har udviklet en metode til fremstilling af kompositdele til luftfartsindustrien, som har øget styrken af ​​færdige produkter med 15 % på grund af en kombination af laserteknologier og isostatisk presning. Resultaterne af undersøgelsen er blevet offentliggjort i The International Journal of Advanced Manufacturing Technology .

Titanium-silicium kompositmaterialet har unikke mekaniske egenskaber, der er nødvendige for at skabe luft- og landtransport - høj trækstyrke og stivhed. Dele lavet af sådanne kompositter er efterspurgt af luftfartsindustrien.

Egenskaberne af denne fiberkomposit er stærkt afhængige af en ret kompleks fremstillingsteknologi, hvilket indebærer en række væsentlige begrænsninger. På grund af titaniums høje kemiske aktivitet er fremstillingsmetoderne i flydende tilstand ikke anvendelige til fremstilling af titanium-silicone-kompositter.

Forskerholdet fra NUST MISIS Hybrid Additive Technologies Laboratory tilbød en løsning på problemet - en hybrid tilgang, der kombinerer laserteknologi og varmpresning.

"Den hybride tilgang, der kombinerer laserpulverlejefusion og indkapslet varm isostatisk presning, blev anvendt til udarbejdelsen af ​​en kompositdel bestående af titanlegeringsmatrix forstærket med siliciumcarbidfibre," sagde Andrey Travyanov, medforfatter af udviklingen, en førende ekspert i NUST MISIS Hybrid Additive Technologies Laboratory.

"Fremgangsmåden forudsætter, at fibrene kan placeres i matrixen efter fremstillingen af ​​et enkelt element. Derefter kunne delen med den endelige form samles ved hjælp af enkeltelementerne. Konsolideringen af ​​den endelige del kan udføres ved varm isostatisk presning. Det høje tryk og temperaturen vil inducere krympning af mellemrummene mellem matrix og fiber og fremme diffusionssammenføjning af matrixelementer. Yderligere indføring af fibre og samling af flere enkeltelementer muliggør fremstilling af præformen med ensartet fordeling af fibre i lydstyrken."

Ifølge udviklerne blev gennemførligheden af ​​den foreslåede tilgang eksperimentelt bekræftet. Som et resultat blev de fiberforstærkede titanlegeringsdele med en volumenfraktion af fibre svarende til 17% med succes fremstillet. Røntgentomografi afslørede fraværet af defekter i den opnåede del og en god kontakt mellem matrixen og fibrene.

Tests for trepunktsbøjning viste, at den sammensatte del, der er skabt i henhold til den nye teknologi, har væsentligt højere – op til 15 % – styrke- og stivhedsindikatorer end delen lavet af en massiv titanlegering.

I øjeblikket arbejder den videnskabelige gruppe på at optimere teknologien og udvide rækken af ​​fremstillede dele. + Udforsk yderligere

Molybdæn titancarbid levedygtig i additiv fremstilling