Wetenschappers van NUST MISIS hebben een technologie voorgesteld die de sterkte kan verdubbelen van composieten die zijn verkregen door 3D-printen uit aluminiumpoeder, en de kenmerken van deze producten verbeteren tot de kwaliteit van titaniumlegeringen:de sterkte van titanium is ongeveer zes keer hoger dan die van aluminium, maar de dichtheid van titanium is 1,7 keer hoger.

De ontwikkelde modifiers voor 3D-printen kunnen worden gebruikt in producten voor de lucht- en ruimtevaartindustrie.

De ontwikkelde modificerende voorlopers, op basis van nitriden en aluminiumoxiden en verkregen door verbranding, zijn de basis geworden van het nieuwe composiet. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het hoog aangeschreven wetenschappelijke tijdschrift Duurzame materialen en technologieën .

Twee decennia geleden, gieten werd beschouwd als de enige kosteneffectieve manier om bulkproducten te vervaardigen. Vandaag, 3D-printers voor metaal zijn een waardige concurrent van metallurgische methoden. 3D-printers hebben een kans om in de toekomst traditionele methoden van metallurgische productie te vervangen. Het gebruik van additieve technologieën bij 3D-printen creëert een hele reeks voordelen, van het maken van moeilijkere vormen en ontwerpen tot de goedkopere kosten en theoretische voorsprong van de technologie.

Vandaag, er zijn verschillende technologieën die worden gebruikt voor het printen van metaal, de belangrijkste zijn Selective Laser Melting (SLM) en Selective Laser Sintering (SLS). Beide hebben betrekking op de geleidelijke gelaagdheid van metaalpoeder "inkt, " laag voor laag, een bepaald volumecijfer te bouwen. SLS of SLM zijn additieve fabricagetechnologieën gebaseerd op laag-voor-laag sinteren van poedermaterialen met behulp van een krachtige (tot 500 Watt) laserstraal.

Titanium is het optimale metaal voor het vervaardigen van producten voor de lucht- en ruimtevaartindustrie, het kan echter niet worden gebruikt bij 3D-printen vanwege het brand- en explosiegevaar van poeders. Aluminium is een alternatief, omdat het lichtgewicht is (dichtheid 2700 kg/m ³ ) en vormbaar, met een elasticiteitsmodulus van ~ 70 MPa. Dit is een van de belangrijkste vereisten van de industrie om een ​​metaal geschikt te maken voor 3D-printen; aluminium alleen is echter niet sterk of solide genoeg:de treksterkte zelfs voor de legering Duralumin is 500 MPa, en de Brinell-hardheid HB bedraagt ​​20 kgf/mm ² .

De oplossing voor het versterken van aluminium 3D-printen werd voorgesteld door het onderzoeksteam onder leiding van professor Alexander Gromov van de NUST MISIS-afdeling voor non-ferrometalen en goud.

"We hebben een technologie ontwikkeld om de aluminium-matrixcomposieten die zijn verkregen door 3D-printen te versterken, en we hebben innovatieve precursor-modifiers verkregen door aluminiumpoeders te verbranden. Verbrandingsproducten - nitriden en aluminiumoxiden - zijn speciaal voorbereid voor het sinteren van vertakte oppervlakken met tussen de deeltjes gevormde overgangsnanolagen. Het zijn de speciale eigenschappen en structuur van het oppervlak die ervoor zorgen dat de deeltjes stevig aan de aluminiummatrix worden gehecht en, als resultaat, [verdubbelt] de sterkte van de verkregen composieten, " zei Alexander Gromov, hoofd van de onderzoeksgroep.

Momenteel, het team van ontwikkelaars test de prototypes met behulp van nieuwe technologie.