Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» усовершенствовали технологию 3D-печати алюминием, добившись повышения твердости изделий в полтора раза за счет: наноуглеродные добавки к алюминиевому порошку, получаемые из продуктов переработки попутного нефтяного газа, позволяют повышать качество авиакосмических композитов, напечатанных на 3D-принтере.
Как сообщает пресс-служба вуза, научная команда ориентируется на аддитивное производство деталей для авиационной и космической промышленности, где наличие даже малейших дефектов имеет критически важное значение для безопасности создаваемой техники. Риски возникновения дефектов в немалой степени связаны с пористостью материала, вызываемой в том числе качествами исходного алюминиевого порошка. Для обеспечения равномерной и плотной микроструктуры 3D-печатных изделий ученые лаборатории MISIS Catalis Lab предложили добавлять в алюминиевый порошок углеродные нановолокна. Использование этой модифицирующей добавки позволяет обеспечить низкую пористость материала и повышение его твердости в полтора раза.
«Улучшить свойства порошка для 3D-печати позволяет изменение его химического и фазового состава путем внедрения в основную матрицу дополнительных компонентов. В частности, углеродные нановолокна имеют высокую теплопроводность, которая помогает минимизировать температурные градиенты между печатными слоями в процессе синтеза изделий, на стадии селективного лазерного плавления. Благодаря этому микроструктуру материала практически полностью можно избавить от неоднородностей», — поясняет заведующий лабораторией, профессор НИТУ «МИСиС», доктор технических наук Александр Громов.
Разработанная технология синтеза наноуглеродных добавок включает в себя методы химического осаждения, ультразвуковой и термообработки. Исследователи обращают внимание на тот факт, что используемые углеродные нановолокна являются побочным продуктом переработки попутного нефтяного газа: при его каталитическом разложении углерод скапливается в виде нановолокон на дисперсных металлических частицах катализатора. Обычно попутные газы просто сжигают на месторождениях, что наносит вред окружающей среде, поэтому применение нового метода имеет серьезное экологическое значение.
Исследование проводилось совместно со специалистами Института катализа Сибирского отделения РАН. В дальнейшем научный коллектив планирует определить оптимальные условия селективного лазерного плавления новых композиционных порошков, а также разработать технологию постобработки и промышленного использования синтезированных изделий. Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале Composites Communications.
Источник: новинки 3D-печати от сайта 3DToday.ru
