Att tillverka produkter av titan och dess legeringar med traditionella metoder är fortfarande en komplex teknisk uppgift som kräver mycket tid och pengar. Forskare vid South Ural State University har utvecklat en ny universell teknologi för tillverkning av titanlegeringsdelar med hjälp av additiv teknik. Den nya tekniken kommer att möjliggöra betydande besparingar i ytterligare bearbetning. En artikel om studien publicerades i Material .

Titan används ofta inom maskinteknik och flyg på grund av sin styrka. Dock, i större utsträckning, traditionell gjuteriproduktion används för tillverkning av dessa delar. Användningen av additiv teknik verkar representera en mycket lovande riktning eftersom den kan producera produkter av komplexa geometriska former från titan och dess legeringar med relativt lite efterföljande bearbetning.

"Tillverkningen av delar genom gjutning är en mycket komplex teknisk process. Den måste produceras i en kontrollerad atmosfär (under vakuum eller i en skyddande gasmiljö) för att undvika interaktionen mellan titansmältan och syre och kväve i luften. Och vidare bearbetning av sådana delar kräver vissa villkor och utrustning; därför, det är anmärkningsvärt för sina höga kostnader. Användningen av additiv teknik verkar vara en mycket lovande riktning, eftersom det kan skapa produkter av komplexa geometriska former från titan och dess legeringar med lite bearbetning. Detta kommer att avsevärt minska priset på den färdiga produkten, " förklarar SUSU-professor Marina Samodurova, doktor i tekniska vetenskaper.

Syftet med arbetet från forskare från South Ural State University tillsammans med specialister från Composite JSC var att utveckla en teknik för tillverkning av delar från titanlegeringar som använder en kombination av två additiv tillverkningsteknik:selektiv lasersmältning (SLM) och direkt metalldeponering (DMD). ) processer. SUSUs arbete var att utveckla en teknik för att producera strukturella element från pulverformiga titanlegeringar genom att implementera DMD-metoden på ämnen tillverkade med SLS-processer.

Som en del av arbetet i International Laboratory of Mechanics, Laserprocesser och digitala produktionstekniker, SUSU genomförde en studie av strukturen och mikrohårdheten hos tillverkade delar gjorda av titanlegeringar med hjälp av laboratorieutrustning med hög precision.

"Analysen av den kemiska sammansättningen av olika delar gjorda av laserbeläggning, analysen av enhetligheten hos den kemiska sammansättningen i produktens höjd, samt sammansättningen av enskilda strukturella komponenter utfördes. Alla de undersökta proverna har en mikrostruktur som är karakteristisk för det härdade tillståndet hos tvåfas titanlegeringar, vilket innebär att de har den nödvändiga styrkan och hårdheten som krävs av sådana produkter, säger Marina Samodurova.

Under experimentet, ett tekniskt beslut fattades om det yttre termiska skyddet av processkammaren. Denna mindre uppgradering av standard FL-Clad-R-4 laser-ytsystem förhindrade sprickbildning av de erhållna delarna efter kylning. Forskarna fick produkter med bra prestanda när det gäller hållfasthetsegenskaper. Resultaten av experimentet visade att delar gjorda av titan och titanlegeringar som erhållits med hjälp av tillsatstekniker framgångsrikt kan användas inom maskinteknik och flyg, eftersom de har utmärkt tillförlitlighet och stor säkerhetsmarginal.