NUST MISIS-forskare har föreslagit en teknik som kan fördubbla styrkan hos kompositer som erhålls genom 3D-utskrift från aluminiumpulver, och förbättra egenskaperna hos dessa produkter till kvaliteten på titanlegeringar:titanets styrka är ungefär sex gånger högre än aluminiumets, men densiteten av titan är 1,7 gånger högre.

De utvecklade modifierarna för 3D-utskrift kan användas i produkter för flygindustrin.

De utvecklade modifierande prekursorerna, baserad på nitrider och aluminiumoxider och erhållna genom förbränning, har blivit grunden för den nya kompositen. Forskningsresultaten har publicerats i den högt rankade vetenskapliga tidskriften Hållbara material och teknologier .

För två decennier sedan, gjutning ansågs vara det enda kostnadseffektiva sättet att tillverka bulkprodukter. I dag, 3D-skrivare för metall är en värdig konkurrent till metallurgiska metoder. 3D-skrivare har en chans att ersätta traditionella metoder för metallurgisk produktion i framtiden. Att använda additiv teknik med 3D-utskrift skapar en hel rad fördelar, från att skapa svårare former och design till teknikens billigare kostnad och teoretiska fördel.

I dag, det finns flera tekniker som används för att skriva ut metall, de viktigaste är selektiv lasersmältning (SLM) och selektiv lasersintring (SLS). Båda involverar gradvis skiktning av metallpulver "bläck, " lager på lager, att bygga en given volymsiffra. SLS eller SLM är additiv tillverkningsteknik baserad på lager-för-lager sintring av pulvermaterial med hjälp av en kraftfull (upp till 500 Watt) laserstråle.

Titan är den optimala metallen för tillverkning av produkter för flygindustrin, den kan dock inte användas i 3D-utskrift på grund av brand- och explosionsriskerna med pulver. Aluminium är ett alternativ, eftersom den är lätt (densitet 2700 kg/m ³ ) och formbar, med en elasticitetsmodul på ~70 MPa. Detta är ett av branschens huvudkrav för att en metall ska vara lämplig för 3D-utskrift; dock är aluminium inte ensamt tillräckligt starkt eller solid:draghållfastheten även för legeringen Duralumin är 500 MPa, och dess Brinell-hårdhet HB ligger på 20 kgf/mm ² .

Lösningen på hur man stärker aluminium 3-D-utskrift föreslogs av forskargruppen ledd av professor Alexander Gromov från NUST MISIS-avdelningen för icke-järnmetaller och guld.

"Vi har utvecklat en teknik för att stärka aluminium-matriskompositerna som erhålls genom 3-D-utskrift, och vi har erhållit innovativa prekursor-modifierare genom att bränna aluminiumpulver. Förbränningsprodukter - nitrider och aluminiumoxider - är speciellt framställda för sintring av grenade ytor med övergångsnanoskikt bildade mellan partiklarna. Det är ytans speciella egenskaper och struktur som gör att partiklarna kan fästas ordentligt på aluminiummatrisen och, som ett resultat, [fördubblar] styrkan hos de erhållna kompositerna, sa Alexander Gromov, chef för forskargruppen.

För närvarande, teamet av utvecklare testar prototyperna med hjälp av ny teknik.