Технология трёхмерной печати, когда для формирования детали материал наносится слой за слоем, востребована в самых разных отраслях. Разные виды 3D-печати позволяют в кратчайшие создавать разные по форме и габаритам изделия. И здесь чаще всего на предприятиях используют так называемую проволочную печать. Специалисты Пермского Политеха оптимизировали технологию, заменив обычный «сварочный» материал порошковым. Утверждается, что таким образом удаётся создавать бездефектные заготовки с высоким коэффициентом прочности и высокой пластичностью.
Технология проволочной печати подразумевает использование металлической проволоки в качестве исходного материала и электрической дуги, как источник энергии. Дуга воздействует на проволоку, плавит его, а роботизированная рука наносит один слой за другим, формируя необходимую по форме деталь. Применение «сварочной» проволоки ограничивает возможность получения изделия с необходимыми свойствами и параметрами.
Учёные из Пермского Политеха заявили, чтобы улучшить качество продукции, получаемой с помощью технологии трёхмерной печати, необходимо задействовать порошковую проволоку. Так можно расширить возможности легирования сплава, то есть увеличить количество используемых присадок, чтобы получить те или иные свойства конечного продукта.
«Из-за теплофизических особенностей порошковых проволок, а также в зависимости от их типа, состава и выбранного режима наплавки можно на 10-30 процентов повысить производительность процесса по сравнению с проволоками сплошного сечения. Также использование определенных компонентов в составе сердечника проволоки позволяет получить практически любой необходимый химический состав наплавляемого материала», – объясняет Глеб Пермяков, научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «материал-технология-конструкция» ПНИПУ.
Российские специалисты создали проволоку с порошковым сердечником, в состав которого входит несколько химических элементов: хром, марганец, никель, молибден, медь и азот. Именно это сочетание обеспечивает высокие прочность и пластичность. В ходе исследования металлические образцы, полученные печатью с использованием порошковой проволоки, подвергли комплексному исследованию.
«В наплавленном металле отсутствуют дефекты в виде пор, трещин, непроваров или шлаковых включений между слоями. По сравнению с существующими сплошными сварочными проволоками аустенитного класса, разработанный нами состав обладает на 20-30 процентов более высокими прочностными характеристиками, при этом сохраняются высокие показатели пластичности. Предел текучести экспериментального сплава более чем в два раза выше, чем у широко используемой стали 08Х18Н10Т. Во многом именно низкие значения предела текучести, ограничивали применение известных марок аустенитных сталей для тяжелонагруженных конструкций», – поделился Алексей Смоленцев, ассистент кафедры технологии сварочного производства УрФУ.
Авторы проекта уверены, в ближайшем будущем металлопорошковая проволока станет ключевым сырьём, чтобы получать прочные изделия для нужд отечественной промышленности.
