Специалисты из Самарского Политехнического Университета занялись изучением и практической апробацией технологии 3D-печати металлических изделий с помощью прямого лазерного наплавления. Данная технология позволяет быстро получить пилотный образец металлического изделия, что актуально для предприятий аэрокосмической отрасли.
Константин Никитин
Декан факультета машиностроения, металлургии и транспорта Самарского Политехнического Университета
«Лазерное наплавление – это вид обработки, позволяющий эффективно восстанавливать металлические детали, подвергшиеся износу при эксплуатации. Эта технология – новая для нашей кафедры. В отличие от традиционного литья, она позволяет быстро получить пилотный образец и исследовать его качество. Это особенно актуально для предприятий аэрокосмической отрасли, где зачастую нужны небольшие партии деталей сложной конфигурации и больших габаритов. При помощи лазерного наплавления производство таких деталей возможно в короткие сроки и с меньшими затратами материальных ресурсов и энергии. Кроме того, готовые изделия практически не требуют механической обработки».
Материалом для создания изделий при лазерном наплавлении служит порошок состава Ni–Cr–W–Mo. Данная металлопорошковая композиция российского производства из жаропрочного сплава ЭП648 на основе никеля обладает высокими параметрами текучести и отсутствием пористости. 3D-печать с её использованием происходит следующим образом: из бункера через специальное сопло порошок подаётся в рабочую зону совместно с инертным газом (аргоном), который формирует струю порошка. Лазерный луч сплавляет порошковую массу по специальной траектории, заданной управляющей программой. Так слой за слоем наращивается определённая форма будущего изделия.
При помощи разных режимов наплавки учёные исследовали качество полученных образцов: наличие и величину пор, трещин, однородность структуры и многое другое. Это помогло определить оптимальные параметры печати и изготовить изделие, соответствующее требованиям конструкторско-технологической документации.
По утверждению декана факультета машиностроения, металлургии и транспорта Самарского Политехнического Университета, в этой технологии, по сравнению с традиционными, не требуется изготавливать дорогостоящую оснастку (приспособления для установки и закрепления заготовок и инструментов). На изготовление такой оснастки требуется много времени, а для прямого лазерного нанесения нужна только 3D-модель, по которой производится «выращивание» заготовки.
Учёные сократили цикл производства за счёт объединения количества сборочных единиц в цельную заготовку. По новой технологии готовая деталь может выйти уже через месяц. Разработка должна помочь в импортозамещении аддитивных технологий в стране. Технология успешно апробирована на отечественном оборудовании Института лазерных и сварочных технологий Санкт-Петербургского государственного морского технического университета при финансовой поддержке коммерческого партнера. Результаты исследований опубликованы в международном научном издании SpringerLink.
