|
|
 |
|
|
 |
Cтали прочнее: ученые Пермского Политеха улучшили технологию аддитивного производства деталей
Заготовки из металлических материалов создают с помощью технологий, основанных на плавлении. Однако из-за перегрева и непостоянной температуры в процессе работы они не обеспечивают нужного качества деталей. Существует еще один способ получения таких изделий – с помощью послойной плазменной металлизации.
В настоящее время он почти не изучен, но разработка технологии формирования материала таким способом решит проблему изготовления габаритных изделий (например, коленчатых валов, корпусов подшипника) и обеспечит высокую производительность процесса. Ученые ПНИПУ проработали на практике технологию аддитивного формирования стальных заготовок таким способом. Результаты исследования позволят получать промышленные детали без дефектов с высокими эксплуатационными характеристиками.
Исследование опубликовано в журнале «СТИН», №6 за 2024 год. Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства Пермского края в рамках научного проекта № С-26/694 от 24.03.2022.
Аддитивные технологии позволяют получать детали разнообразной формы с особыми свойствами. При таком способе материал слоями наносят на подложку или на часть готового изделия по цифровой модели. Это упрощает работу и сокращает затраты на производство. Существует более 20 способов аддитивного производства металлических изделий. По большей части они основываются на технологиях плавления исходного материала. Чтобы получить заготовку с высокими характеристиками, нужно обеспечить необходимую структуру и свойства металла. Они определяются большим количеством характеристик: составом исходного материала, величиной зоны сплавления между слоями, скоростью нагрева/охлаждения и другими характеристиками. Например, постоянный подогрев формируемого изделия может мешать созданию необходимых размеров слоев и структуры, что приводит к дефектам детали.
В качестве источников нагрева в аддитивных технологиях в основном применяют электронный луч, лазер, электрические и плазменные дуги. Исходным сырьем для послойной наплавки могут быть проволоки и их комбинации. Существуют также технологии послойного формирования изделий без плавления наносимого материала. Например, спекание, диффузионное нанесение и другие. Но они трудоемки и применяются в специфических областях.
Качественного изделия при аддитивном формировании габаритных заготовок с помощью послойной плазменной металлизации в мире еще не получали, однако ученые ПНИПУ провели исследование и выяснили, что получить металлическую заготовку c минимальной дефектностью и заданными характеристиками таким способом возможно. Политехники провели опыты на основе комбинированной аддитивной технологии: холодного газодинамического напыления проволоки с последующим лазерным и плазменным переплавом.
Плазменную металлизацию можно выполнять с использованием одной, двух или нескольких проволок, они могут подаваться одновременно или последовательно. При этом появляется уникальная возможность управлять химическим составом, структурой и свойствами получаемых материалов. Чтобы получить качественную деталь, необходимо контролировать сразу несколько факторов: получить частицы однородного размера, обеспечить их качественное сцепление в слое и между ними, следить за минимальным выгоранием элементов и окислением поверхности, сформировать однородную структуру. Если все эти требования будут соблюдены, то в результате получатся детали с высокими характеристиками.
Ученые Пермского Политеха проводили исследования на жаростойкой и коррозионностойкой стали. Она широко применяется для изготовления конструкций в различных отраслях машиностроения. В качестве исходного материала для металлизации использовали проволоку. Ее плавление и распыление производили плазменной дугой. Однородность частиц заготовки и их равномерное распределение обеспечили с помощью управления газодинамическими процессами. Испытания полученных образцов на растяжение показали хорошие характеристики – предел прочности оказался близким к требованиям ГОСТ, а предел текучести – повышенным.
– Защита частиц от окисления поверхности при распылении позволяет получать материал со структурой, близкой литому, а также с высоким уровнем механических характеристик. Какие-либо дефекты и несплавления в формируемом металле при этом отсутствуют. Мы получили заготовки, которые хорошо обрабатывается резанием, например, токарной обработкой, – говорит кандидат технических наук, доцент кафедры сварочного производства, метрологии и технологии материалов ПНИПУ Дмитрий Белинин.
Ученые ПНИПУ разработали способ получения качественных металлических изделий с повышенными эксплуатационными характеристиками. Разработка позволит применять технологии аддитивного производства изделий, состоящих из нескольких материалов и с производительностью до 10 кг/час.
Контактное лицо: Кристина Путина (написать письмо автору)
Компания: Пермский Политех (все новости этой организации)
Добавлен: 04:29, 03.09.2024
Количество просмотров: 47
Страна: Россия
| Исследование ученых Пермского Политеха улучшит долговечность 3D-изделий, ПНИПУ, 04:25, 18.12.2024, Россия |
15 |
| Аддитивные технологии широко используются в тяжелом машиностроении и позволяют создавать очень точные и сложные конструкции, что невозможно при традиционных методах. Однако неравномерные свойства этих материалов снижают срок их службы, поэтому изменения нужно отслеживать. Ученые ПНИПУ расширили экспериментальную базу программ жизненного цикла 3D-изделий, чтобы обеспечить их качество и долговечность. |
|
| Ученые Пермского Политеха улучшили модель беспламенного горения в двигателях, ПНИПУ, 03:43, 18.12.2024, Россия |
26 |
| Турбулентные завихрения, возникающие внутри авиадвигателя, перемешивают кислород с топливом, что увеличивает скорость реакции горения. Моделирование этих процессов может предсказать поведение материалов и улучшить работу двигателя. Ученые Пермского Политеха выяснили, какой показатель турбулентности корректно использовать для построения модели. |
 |
| Дан старт проекту «Наука от Первых»: площадка для прямого диалога науки, бизнеса и власти, Пресс-служба, 03:35, 18.12.2024, |
17 |
| 10 декабря 2024 года в Москве состоялся торжественный запуск проекта «Наука от Первых», ставший важным шагом на пути к объединению усилий науки, бизнеса и государства. Цель данного амбициозного проекта заключается в интеграции передовых научно-технологических решений в реальный сектор экономики России, что должно способствовать устойчивому развитию и технологическому прогрессу в стране. |
|
| Ученые Пермского Политеха предложили модель для оптимизации гибки стальных листов, ПНИПУ, 04:36, 12.12.2024, Россия |
552 |
| В строительстве часто используют холодную гибку: металлу под давлением придают определенную форму без применения высоких температур. Однако если неправильно задать условия процесса, то можно получить некачественную деталь. Ученые Пермского Политеха предложили модель для оптимизации этого метода, что поможет подобрать лучшие режимы изготовления. |
 |
|
|
|
|
|
|
Разделы //
Новости по странам //
Сегодня у нас публикуются //
|
|
