Forskare från Institutionen för industriell teknologi vid Yurga Institute of Technology vid Tomsk Polytechnic University utvecklar en avancerad högpresterande anläggning för produktion av metallpulver som används för 3D-utskrift. TPU-projektet har nyligen fått stöd av Russian Science Foundation.

Enligt forskarna, för närvarande, i världen, en aktiv utveckling av tillsatsteknik och dess industriella tillämpning begränsas av ett antal faktorer. Till exempel, den höga materialkostnaden spelar ingen roll vid tillverkning av små detaljer utan när en produkt når en större skala, ett högt pris är ett oöverstigligt hinder. Endast industriländer producerar nu nanomaterial i kommersiella volymer.

"I Ryssland, det finns ett akut behov av inhemska legeringspulver, men det finns ingen serietillverkning av sådant material inne i landet. Företag tvingas köpa och använda pulver från utländska tillverkare, " konstaterar projektledaren, universitetslektor från Institutionen för industriell teknik Maksim Kuznetsov.

Anläggningar för additiv produktion behöver årligen cirka 20 ton råmaterial. Därför är ryska företag intresserade av den låga kostnaden för producerade pulver som kommer att göra det möjligt att avsevärt öka effektiviteten av 3-D-utskrift av industriprodukter."

Funktionsprincipen för anläggningen som utvecklas av TPU-forskare är baserad på studien av effekten av virvelplasmaflöden av heterogen plasma på ett material och synkroniserade högfrekventa effekter på elektroden. Anläggningen kommer att förses med en högfrekvent magnetron för att skapa förutsättningar för bildandet av ett flöde av partiklar.

"Vår anläggning kommer att ha ett antal grundläggande fördelar jämfört med andra metoder för syntes av pulver i nanostorlek. T.ex. det kommer att kunna generera rostfritt, instrumental, värmebeständig, titan och aluminiumlegeringar, medicinsk kobolt-krom och titan, såväl som titanoxid, " förklara projektdeltagarna.

Enligt dem, anläggningen kommer att producera sfäriska partiklar med hög halt av dislokationer (defekter i kristall- och metallgittret) och med ackumulerad intern energi. Detta kommer att avsevärt öka den kemiska potentialen och ge förutsättningar för hög fysikalisk-kemisk aktivitet hos partiklar.

"Anläggningen innebär tunn och smidig justering av processparametrar och, följaktligen, egenskaper hos producerade nanopulver. Det kommer att göra det möjligt att få ett brett utbud av nanopulver av olika metaller och legeringar som kan tillverkas i form av tråd eller folie. I vissa fall, det är möjligt att använda en metod för strålar av smält metall, " betona specialisterna.

Dessutom, enligt TPU-tekniken, energin förs in i metallen på ett pulserat och volymetriskt sätt, dess förbrukning för att värma miljön är liten. På grund av detta, energikostnaderna för metoden är väsentligt lägre jämfört med alternativa metoder.

För närvarande, forskarna arbetar med matematisk modellering av anläggningens processer.