МОСКВА, 12 ноя. Повысить надежность деталей для авиации и космонавтики, изготовленных с помощью печати металлическими порошками, позволит технология, созданная в Самарском университете. С ее помощью возможна тонкая настройка параметров «выращивания» металлических конструкций сложных форм. Результаты представлены в Metals.
Несмотря на значительный прогресс в области послойного создания объектов (аддитивной печати) с помощью 3D-принтеров, их применение для изделий аэрокосмической отрасли ограничено, подчеркнули в Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королева. Это связано с изменчивостью процесса сплавления металлических порошков, из которых получают детали и комплектующие спутников.
Причина этого кроется как в неоднородности частиц по размеру и химическому составу, так и в условиях 3D-печати, связанных с неравномерностью тепловых потоков в пространстве и во времени при «выращивании» деталей, объяснил главный научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории «Искусственный интеллект в производственных системах» Александр Хаймович.
Из-за этого в «выращиваемых» деталях возникают микропоры, несплавления и микротрещины, которые ощутимо влияют на применимость и срок службы изделий, добавил ученый.
Специалисты Самарского университета разработали метод создания более «однородных» по составу и свойству металлических конструкций с помощью 3D-печати. Сначала характеристики изделия ранжируются по приоритетам в соответствии с требованиями потребителя, далее при минимальном количестве экспериментов на небольших образцах запускается оптимизационный процесс, позволяющий получить приемлемый для заказчика результат.
Потребительские требования к таким изделиям могут быть разными, и часто они противоречат друг другу: одни изделия требуют высокой точности формы и качественной поверхности, другие — повышенных механических свойств. Формы таких деталей могут быть настолько сложными и включать замкнутые внутренние полости, что их изготовление другими методами зачастую затруднено или невозможно, подчеркнул ученый.
«При этом и многие технологические факторы, влияющие на характеристики качества, оказывают противоположное воздействие. Например, увеличение мощности источника энергии может снизить количество пор и несплавлений, однако может привести также к росту трещин и искажений формы. Наш способ позволяет достичь наиболее удачного компромисса», — рассказал Хаймович.
В настоящее время в Самарском университете ведется разработка программного обеспечения — рабочего места технолога аддитивного производства, включающего созданную технологию.
Источник: РИА Новости