Het vervaardigen van producten uit titanium en zijn legeringen met behulp van traditionele methoden blijft een complexe technologische taak die veel tijd en geld kost. Wetenschappers van de South Ural State University hebben een nieuwe universele technologie ontwikkeld voor het vervaardigen van onderdelen van titaniumlegeringen met behulp van additieve technologieën. De nieuwe technologie zal aanzienlijke besparingen bij verdere bewerking mogelijk maken. Een artikel over het onderzoek is gepubliceerd in Materialen .

Titanium wordt vanwege zijn sterkte veel gebruikt in de machinebouw en de luchtvaart. Echter, in ruimere mate, traditionele gieterijproductie wordt gebruikt voor de vervaardiging van deze onderdelen. Het gebruik van additieve technologieën lijkt een veelbelovende richting te zijn, aangezien het producten met complexe geometrische vormen kan produceren uit titanium en zijn legeringen met relatief weinig latere bewerkingen.

"De productie van onderdelen door gieten is een zeer complex technologisch proces. Het moet worden geproduceerd in een gecontroleerde atmosfeer (onder vacuüm of in een beschermende gasomgeving) om de interactie van de titaniumsmelt met zuurstof en stikstof in de lucht te voorkomen. En verder machinale bewerking van dergelijke onderdelen vereist bepaalde voorwaarden en apparatuur; daarom het valt op door zijn hoge kosten. Het gebruik van additieve technologieën lijkt een veelbelovende richting, omdat het het mogelijk maakt om producten met complexe geometrische vormen van titanium en zijn legeringen te maken met weinig bewerking. Dit zal de prijs van het eindproduct aanzienlijk verlagen, " legt SUSU-professor Marina Samodurova uit, doctor in de technische wetenschappen.

Het doel van het werk van wetenschappers van de South Ural State University samen met specialisten van Composite JSC was om een ​​technologie te ontwikkelen voor het vervaardigen van onderdelen van titaniumlegeringen met een combinatie van twee additieve fabricagetechnologieën:selectief lasersmelten (SLM) en directe metaalafzetting (DMD). ) processen. Het werk van SUSU was om een ​​technologie te ontwikkelen voor het produceren van structurele elementen van gepoederde titaniumlegeringen door de DMD-methode toe te passen op blanco's die zijn gemaakt met behulp van SLS-processen.

Als onderdeel van het werk van het International Laboratory of Mechanics, Laserprocessen en digitale productietechnologieën, SUSU voerde een onderzoek uit naar de structuur en microhardheid van vervaardigde onderdelen gemaakt van titaniumlegeringen met behulp van zeer nauwkeurige laboratoriumapparatuur.

"De analyse van de chemische samenstelling van verschillende onderdelen gemaakt door lasersurfacing, de analyse van de uniformiteit van de chemische samenstelling in de hoogte van het product, evenals de samenstelling van individuele structurele componenten werd uitgevoerd. Alle onderzochte monsters hebben een microstructuur die kenmerkend is voor de geharde toestand van tweefasige titaniumlegeringen, wat betekent dat ze de nodige sterkte en hardheid hebben die van dergelijke producten wordt vereist, " zegt Marina Samodurova.

Tijdens het experiment, er werd een technologische beslissing genomen over de externe thermische beveiliging van de proceskamer. Deze kleine upgrade van het standaard FL-Clad-R-4 laser-surfacing-systeem voorkwam barsten van de verkregen onderdelen na afkoeling. De wetenschappers verkregen producten met goede prestaties in termen van sterkte-eigenschappen. De resultaten van het experiment toonden aan dat onderdelen gemaakt van titanium en titaniumlegeringen die zijn verkregen met behulp van additieve technologieën met succes kunnen worden gebruikt in de machinebouw en de luchtvaart, omdat ze een uitstekende betrouwbaarheid en een grote veiligheidsmarge hebben.