Нижегородские ученые создали 3D-технологию, позволяющую менять «рецепт» металла прямо во время печати
Инженеры Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева запатентовали модуль, который автоматически смешивает разные нанопорошки в ходе электродуговой 3D-печати. Это позволяет варьировать прочность и пластичность различных участков изделия.
При электродуговой 3D-печати (WAAM — Wire Arc Additive Manufacturing) деталь выращивается из сварочной проволоки слой за слоем с помощью электрической дуги. Для улучшения свойств металла в определенных зонах детали в расплав вводят легирующие порошки. Однако до сих пор смена типа порошка требовала остановки процесса и ручной переналадки оборудования. Это существенно ограничивало возможности создания деталей сложного состава и делало невозможным оперативное комбинирование различных легирующих добавок в ходе одного цикла печати. Запатентованный модуль устраняет эти ограничения.
Устройство представляет собой автоматизированную систему с полуавтоматическим управлением, которая доставляет, дозирует и смешивает разные виды нанопорошков непосредственно в процессе печати — без остановки и без ручного вмешательства.
Конструкция включает несколько автоматизированных бункерных ячеек, каждая из которых содержит отдельный вид нанопорошка. Ячейки оснащены инжекторами, соединенными через расходомеры с системой приводных дросселей, которая распределяет поток транспортировочного газа. Газопорошковые смеси из разных бункеров поступают в смеситель, а затем через сопло с регулируемым углом и положением распыления подаются непосредственно в сварочную ванну.
«Нанопорошок обеспечивает более равномерное распределение легирующей добавки в формируемый металл при нагреве в зоне процесса. Это дает более высокие показатели по прочности сплавов без потери пластичности. За счет такого устройства теперь можно создавать детали с разными данными по прочности и пластичности из одного сплава», — рассказал один из авторов разработки Максим Аносов.
Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации