Wetenschappers van het Department of Industrial Technologies van het Yurga Institute of Technology van de Tomsk Polytechnic University ontwikkelen een geavanceerde, hoogwaardige faciliteit voor de productie van metaalpoeders die worden gebruikt voor 3D-printen. Het TPU-project is onlangs ondersteund door de Russian Science Foundation.

Volgens de wetenschappers momenteel, in de wereld, een actieve ontwikkeling van additieventechnologie en de industriële toepassing ervan worden beperkt door een aantal factoren. Bijvoorbeeld, de hoge materiaalkosten zijn niet van belang bij de productie van kleine details, maar wanneer een product een grotere schaal bereikt, een hoge prijs is een onoverkomelijk obstakel. Alleen industrieel ontwikkelde landen produceren nu nanomaterialen in commerciële volumes.

"In Rusland, er is een acute behoefte aan binnenlandse legeringspoeders, maar er is geen serieproductie van dergelijke materialen in het land. Ondernemingen worden gedwongen om door buitenlandse fabrikanten geleverde poeders aan te kopen en te gebruiken, " merkt de projectleider op, hoofddocent van de afdeling Industriële Technologieën Maksim Kuznetsov.

Jaarlijks hebben installaties voor additieve productie ongeveer 20 ton grondstoffen nodig. Daarom zijn Russische ondernemingen geïnteresseerd in de lage kosten van geproduceerde poeders die het mogelijk maken om de effectiviteit van 3D-printen van industriële producten aanzienlijk te vergroten."

Het werkingsprincipe van de faciliteit die door TPU-wetenschappers wordt ontwikkeld, is gebaseerd op de studie van het effect van de vortexplasmastromen van heterogeen plasma op een materiaal en gesynchroniseerde hoogfrequente effecten op de elektrode. De faciliteit zal worden uitgerust met een hoogfrequente magnetron om voorwaarden te scheppen voor de vorming van een stroom deeltjes.

"Onze faciliteit zal een aantal fundamentele voordelen hebben in vergelijking met andere methoden voor de synthese van poeders met nanogrootte. het zal roestvrij kunnen genereren, instrumentaal, hitte bestendig, titanium en aluminiumlegeringen, medisch kobalt-chroom en titanium, evenals titaniumoxide, " leggen de projectdeelnemers uit.

Volgens hen, de faciliteit zal bolvormige deeltjes produceren met een hoog gehalte aan dislocaties (defecten in het kristal- en metaalrooster) en met geaccumuleerde interne energie. Dit zal het chemische potentieel aanzienlijk verhogen en voorwaarden scheppen voor een hoge fysisch-chemische activiteit van deeltjes.

"De faciliteit impliceert een dunne en flexibele aanpassing van procesparameters en, overeenkomstig, eigenschappen van geproduceerde nanopoeders. Hiermee kan een breed scala aan nanopoeders van verschillende metalen en legeringen worden verkregen die in de vorm van draad of folie kunnen worden vervaardigd. In sommige gevallen, het is mogelijk om een ​​methode van stralen van gesmolten metaal te gebruiken, " benadrukken de specialisten.

In aanvulling, volgens de TPU-technologie, de energie wordt gepulseerd en volumetrisch in het metaal gebracht, het verbruik om de omgeving te verwarmen is klein. Hierdoor, de energiekosten van de methode zijn aanzienlijk lager in vergelijking met alternatieve methoden.

Momenteel, de wetenschappers werken aan wiskundige modellering van de facilitaire processen.