Учёные Белгородского государственного национального исследовательского университета разработали инновационный способ производства инструментов сложного профиля для сварки трением с перемешиванием (СТП).
На базе лаборатории механических свойств наноструктурных и жаропрочных материалов НИИ материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ» под руководством профессора кафедры материаловедения и нанотехнологий, доктора физико-математических наук Сергея Миронова с применением аддитивных технологий получено высокопрочное соединение из разнородных алюминиевых сплавов.
Предложенный способ предполагает 3D-печать инструмента из мартенситностареющей стали. Суть процесса заключается в послойном сплавлении атомизированного металлического порошка посредством лазерного луча, следующего по заданной траектории в соответствии с трехмерной компьютерной моделью изделия. Особенностью разработки является проведение последующего «старения» аддитивного инструмента, позволившего повысить его прочность и износостойкость при рабочих температурах.
По словам учёных, была проведена серия предварительных научных исследований, в ходе которых выявлены основные механизмы, определяющие формирование микроструктуры в ходе 3D-печати и её связь с механическими свойствами аддитивных изделий. Только на основе этих научных результатов удалось оптимизировать процесс аддитивной печати и добиться получения инструмента с комплексом необходимых свойств.
- Нам удалось понять физические («микроструктурные») механизмы, которые управляют поведением металла в ходе 3D печати. Это позволило в известной мере контролировать его поведение. В результате мы добились того, что напечатанные изделия - инструменты - были достаточно прочными, - прокомментировал Сергей Миронов.
Предложенный способ обеспечивает надёжные инструменты высокой прочности для сварки трением с перемешиванием и имеет ряд преимуществ. Изготовленные с его применением инструменты – это цельные детали необходимой формы, со сложной конфигурацией наконечника и заплечиков. Производить такие методом токарной обработки технически сложно или невозможно. Детали, выполненные по технологии аддитивной печати, не нуждаются в последующей токарно-фрезерной обработке. В запатентованном способе заложен потенциал оптимизации производственного процесса, так как сокращается время на его изготовление и исключено применение дорогостоящего обрабатывающего инструмента.
Изготовленные с применением предложенного учёными НИУ «БелГУ» способа инструменты – это цельные детали необходимой формы, со сложной конфигурацией наконечника и заплечиков. Производить такие методом токарной обработки технически сложно или невозможно. Детали, выполненные по технологии аддитивной печати, не нуждаются в последующей токарно-фрезерной обработке. Учёные оптимизировали производственный процесс, в результате чего сократилось время на изготовление инструмента, а также исключилось применение дорогостоящего обрабатывающего инструмента.
Исследования проводились в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». Все результаты работы отражены не только в патенте, но и в ряде статей в международных научно-технических журналах первого квартиля (Q1).
На базе лаборатории механических свойств наноструктурных и жаропрочных материалов НИИ материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ» под руководством профессора кафедры материаловедения и нанотехнологий, доктора физико-математических наук Сергея Миронова с применением аддитивных технологий получено высокопрочное соединение из разнородных алюминиевых сплавов.
Предложенный способ предполагает 3D-печать инструмента из мартенситностареющей стали. Суть процесса заключается в послойном сплавлении атомизированного металлического порошка посредством лазерного луча, следующего по заданной траектории в соответствии с трехмерной компьютерной моделью изделия. Особенностью разработки является проведение последующего «старения» аддитивного инструмента, позволившего повысить его прочность и износостойкость при рабочих температурах.
По словам учёных, была проведена серия предварительных научных исследований, в ходе которых выявлены основные механизмы, определяющие формирование микроструктуры в ходе 3D-печати и её связь с механическими свойствами аддитивных изделий. Только на основе этих научных результатов удалось оптимизировать процесс аддитивной печати и добиться получения инструмента с комплексом необходимых свойств.
- Нам удалось понять физические («микроструктурные») механизмы, которые управляют поведением металла в ходе 3D печати. Это позволило в известной мере контролировать его поведение. В результате мы добились того, что напечатанные изделия - инструменты - были достаточно прочными, - прокомментировал Сергей Миронов.
Предложенный способ обеспечивает надёжные инструменты высокой прочности для сварки трением с перемешиванием и имеет ряд преимуществ. Изготовленные с его применением инструменты – это цельные детали необходимой формы, со сложной конфигурацией наконечника и заплечиков. Производить такие методом токарной обработки технически сложно или невозможно. Детали, выполненные по технологии аддитивной печати, не нуждаются в последующей токарно-фрезерной обработке. В запатентованном способе заложен потенциал оптимизации производственного процесса, так как сокращается время на его изготовление и исключено применение дорогостоящего обрабатывающего инструмента.
Изготовленные с применением предложенного учёными НИУ «БелГУ» способа инструменты – это цельные детали необходимой формы, со сложной конфигурацией наконечника и заплечиков. Производить такие методом токарной обработки технически сложно или невозможно. Детали, выполненные по технологии аддитивной печати, не нуждаются в последующей токарно-фрезерной обработке. Учёные оптимизировали производственный процесс, в результате чего сократилось время на изготовление инструмента, а также исключилось применение дорогостоящего обрабатывающего инструмента.
Исследования проводились в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». Все результаты работы отражены не только в патенте, но и в ряде статей в международных научно-технических журналах первого квартиля (Q1).
Источник: Пресс-служба НИУ "БелГУ"
Источник изображения: Пресс-служба НИУ "БелГУ"
Источник изображения: Пресс-служба НИУ "БелГУ"
#ОбразованиеПресс
#НовостиОбразования
#Образование
#ВысшееОбразование
#НовостиВУЗов
#НИУ_БелГУ
#БелГУ
#Технологии
#Инновации
#НовостиОбразования
#Образование
#ВысшееОбразование
#НовостиВУЗов
#НИУ_БелГУ
#БелГУ
#Технологии
#Инновации
