高復(fù)雜度原型制造中心的科學(xué)團(tuán)隊(duì)必須通過激光熔化首次接收帶有陶瓷填料的3D鋁復(fù)合材料樣品。所獲得的材料將在不久的將來用于國內(nèi)最新飛機(jī)工業(yè)中航天器部件的培育。這項(xiàng)研究是在俄羅斯科學(xué)基金會(huì)的資助下進(jìn)行的，研究結(jié)果發(fā)表在科學(xué)雜志《材料》上。

　　在教授，技術(shù)科學(xué)博士的指導(dǎo)下，NUST“ MISiS”的科學(xué)家 在俄羅斯科學(xué)基金會(huì)的項(xiàng)目框架內(nèi)，亞歷山大·格羅莫夫(Alexander Gromov)開發(fā)了一種3D打印方法，用于陶瓷復(fù)合材料(氧化鋁和氮化鋁)的鋁基(鋁基)復(fù)合材料。在材料創(chuàng)建過程中使用添加劑技術(shù)可以使獲得的粉末材料的強(qiáng)度提高20%。

　　“對(duì)于鋁零件的3D打印，所謂的硅鋁(主要是鋁硅合金，尤其是Al-Si-10Mg化合物)主要用作原料，” 項(xiàng)目經(jīng)理Alexander Gromov說。“但是，航空航天業(yè)的需求在增長，現(xiàn)在世界正積極尋找鋁基復(fù)合材料(包括改性，合金化)的新成分，以得到性能(強(qiáng)度，硬度，抗裂性)和低成本相比更高的零件。含有稀土合金。”

　　全球添加劑技術(shù)市場(chǎng)的年增長率超過100%。這種快速發(fā)展的原因是與傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)(鑄造，粉末冶金和機(jī)械加工)相比，金屬添加劑技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。這是創(chuàng)建復(fù)雜形狀的3D零件的能力，由于結(jié)構(gòu)優(yōu)化而減輕了零件的重量，增加了零件的強(qiáng)度，還具有用于快速，按情況生產(chǎn)復(fù)雜形狀的小型零件的技術(shù)。添加劑技術(shù)的方向(在復(fù)雜行業(yè)中特別流行)是為航空航天鋁復(fù)合材料創(chuàng)建3D打印方法。

　　在這種情況下，材料科學(xué)家的主要任務(wù)是在保持強(qiáng)度特性的同時(shí)最終減輕零件的重量。如您所知，現(xiàn)在用于制造飛機(jī)的主要金屬是鈦。堅(jiān)固，耐腐蝕，耐應(yīng)力的材料，其唯一的顯著缺點(diǎn)是其高密度-5.4 g / mm。輕質(zhì)易延展的鋁的密度為2.7 g / mm，即輕兩倍。但是，強(qiáng)度明顯不及鈦。科學(xué)家們正在積極尋找硬化鋁的方法。

　　“由于能夠在3D打印過程中直接使用陶瓷添加劑進(jìn)行硬化(所謂的原位改性)，因此我們能夠提高鋁粉的強(qiáng)度。以前，人們認(rèn)為不可能在諸如SLM的打印機(jī)上獲得這種復(fù)合材料，因?yàn)樾枰@種特殊的，獨(dú)特的3D打印機(jī)。但是，該小組設(shè)法使用選擇性激光熔合(SLM)在傳統(tǒng)的SLM-280 HL打印機(jī)上創(chuàng)建了新型粉末材料的中試批次，” Gromov教授補(bǔ)充說。

　　擬議的由具有改進(jìn)性能的鋁復(fù)合材料生產(chǎn)3D產(chǎn)品的方法提高了其設(shè)計(jì)的靈活性，減少了功能原型的生產(chǎn)時(shí)間，并使獲得的零件質(zhì)量減少了 10-20%。

　　根據(jù)UC RUSAL的新項(xiàng)目副主任Alexey Arnautov的說法， “來自NUST” MISiS的科學(xué)家已經(jīng)接近實(shí)現(xiàn)鋁生產(chǎn)商的長期夢(mèng)想：用鋁復(fù)合材料完全替代鈦。超過一代的研究人員致力于通過傳統(tǒng)的冶金方法生產(chǎn)輕質(zhì)耐用的鋁復(fù)合材料的問題，但亞歷山大·格羅莫夫教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)和工程團(tuán)隊(duì)取得了更大的進(jìn)步，并正在致力于開發(fā)由創(chuàng)新粉末制成的3D產(chǎn)品。”

　　目前，研究小組正在對(duì)收到的一批材料完成一系列的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。在不久的將來，研究人員將開始該項(xiàng)目的下一階段-獲取所獲得的鋁陶瓷粉末細(xì)節(jié)的第一批樣品。

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