#наплавка

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.

Почти для любого вида промышленности необходима обработка металлических изделий для придания им нужной формы. От этого зависит прочность и долговечность готовой конструкции. Особая сложность заключается в деталях со сложной геометрической формой, тонкими стенками или маленькими размерами, как, например, элементы авиационных двигателей и лопастей, медицинские имплантаты и хирургические инструменты. Чтобы не повредить такие изделия, требуется точная и аккуратная работа. В этом случае применяют технологию проволочной электроэрозионной обработки: лишний материал удаляется с поверхности серией электрических ударов тока, которые подаются с тонкой проволоки. Ученые Пермского Политеха исследовали точность этого метода и нашли способ повысить ее эффективность вдвое.

В ракетной технике, космонавтике и авиационной промышленности для изготовления деталей используют мартенситно-стареющие стали — сплавы железа с высокой прочностью. Для упрощения изготовления все чаще применяется аддитивная 3D-печать. Этот способ значительно сокращает отходы и время производства. В процессе послойной наплавки металлы подвергаются сложному термическому воздействию, в результате которого материал может менять свои характеристики, что неблагоприятно скажется на готовом изделии. Ученые Пермского Политеха провели эксперимент и определили, насколько стратегия нанесения слоев в процессе 3D-печати влияет на химический состав и свойства мартенситно-стареющей стали.

Электронно-лучевая наплавка обеспечивает высокую точность, экономию материалов и позволяет создавать детали со сложной геометрией. Но для нее характерна высокая продолжительность производства — может занимать более суток, например, неделю. При этом важно, чтобы оператор следил за процессом. Для этого чаще всего применяют неспециализированные камеры, которые в агрессивных условиях (испарение металла, излучение) выдают некачественное изображение или просто выходят из строя. Ученые ПНИПУ разработали устройство защиты камеры для наблюдения электронно-лучевой аддитивной наплавки. Разработка позволит использовать более дешевое и доступное оборудование, защитит его от негативных производственных факторов.

3D-печать активно применяется в космической, автомобильной и авиастроительной отраслях. Технология послойной плазменной наплавки позволяет изготавливать металлические изделия с высокой производительностью и качеством при относительно небольших затратах. Плазменная дуга за счет плавления присадочной проволоки формирует слои металла нужной толщины и формы. Существующие способы такой наплавки имеют свои недостатки, которые приводят к внутренним дефектам изделия. Ученые Пермского Политеха разработали новую технологию плазменного выращивания, которая повышает стабильность работы и качество получаемых заготовок. Эффективность аддитивного формирования ответственных металлических изделий в различных отраслях промышленности выходит на новый уровень.

Аддитивные технологии используются в различных высокотехнологичных областях промышленности. Технология трехмерной наплавки — многообещающа для изготовления крупногабаритных заготовок изделий и позволяет достичь значительной экономической эффективности. Это особенно важно при производстве деталей из конструкционных материалов высокой стоимости, таких как алюминий-магниевые сплавы. Такие сплавы применяются для изготовления деталей ракет и авиационных двигателей. Однако процесс трехмерной электродуговой наплавки проволочных материалов еще не изучен в полной мере, что отображается на качестве производимых изделий. Для алюминий-магниевых сплавов насущными проблемами при трехмерной наплавке является высокая пористость и дефекты геометрии. Для решения проблемы ученые Пермского Политеха предлагают метод ультразвукового воздействия.