Долговечность 3D-изделий улучшат
В сферу тяжелого машиностроения широко внедряют аддитивные технологии для производства металлургического и горно-шахтного оборудования, тяжелых станков и грузоподъемных кранов, конвейеров, экскаваторов, крупных морских судов и вагонов. С их помощью создают конструкции с высокой точностью и сложной геометрией внутренних элементов и каналов, что невозможно при традиционных способах литья и механической обработки. Из-за послойного формирования во время 3D-печати свойства внутри изделий получаются неравномерными, поэтому их качество и срок службы снижается. Ученые Пермского Политеха провели ряд тестов на устойчивость таких материалов к разрушению. Результаты позволят расширить экспериментальную базу программ, сопровождающих жизненный цикл 3D-изделий, и за счет этого производить качественные и долговечные конструкции из аддитивных материалов.
Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Механика». Работа выполнена при финансовой поддержке Российского центра научной информации и Министерства образования и науки Пермского края.
Во время печати 3D-принтер наплавляет слои в заданном направлении под определенным углом наклона. Если эти параметры выбраны некорректно, то появляются микротрещины, поры и другие дефекты, приводящие к ухудшению механических свойств и разрушению изделий. Именно поэтому важно учитывать и предсказывать, как разные направления печати влияют на поведение аддитивных материалов.
Сложная геометрия 3D-изделий и действующие на них ударные и весовые нагрузки определяют характер напряжений внутри материала. Проведение комплексных экспериментов при разных видах испытаний и анализ материала на растяжение и кручение помогут отследить пределы прочности, текучести и упругости. Первый показатель влияет на противостояние разрушению. Второй определяет значение напряжения, при котором происходит пластическая деформация без увеличения нагрузки. Третий отвечает за способность материала сохранять свою форму и размеры. Учет всех этих факторов повышает точность расчетов состояния изделия в процессе эксплуатации.
Ученые Пермского Политеха проанализировали изменение аддитивного материала при воздействии разных нагрузок. Для заготовок взяли алюминиевый порошок АСП-35 (AlSi10Mg), используемый в пиротехнической продукции, производстве резины и автопокрышек, солнечных батареях, огнеупорных и керамических материалах. Образцы для исследования выращивали под углами 0, 30, 45, 60 и 90 градусов.
«Испытания на растяжение показали, что сопротивление разрушению выше у образцов, выращенных горизонтально под углом ноль градусов. Выявленный предел выносливости для всех направлений – 110 МПа. Образцы, напечатанные под углом 45 градусов, менее устойчивы к разрушению при кручении, чем под углом 60 и 90. В целом испытания на кручение лучше позволяют оценить неоднородность материалов и могут быть использованы для более эффективного подбора параметров лазерной печати», – комментирует Артем Ильиных, старший научный сотрудник Центра экспериментальной механики ПНИПУ, кандидат технических наук.
Исследование ученых Пермского Политеха расширяет экспериментальную базу для прогнозирования свойств 3D-изделий. Это улучшит их прочность и продлит срок службы, в том числе за счет правильно выбранных технологических параметров печати. От качества сложных изделий, из которых собирается ответственное промышленное оборудование, зависит безопасность производственных процессов.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно