来自俄罗斯的NUST MISIS高复杂度工业原型中心的科学家团队通过激光熔化获得了带有陶瓷填料的3D铝复合材料细部样品。

一种用于航空航天的3D复合材料,可将零件重量减轻20%-复合材料网

一种用于航空航天的3D复合材料,可将零件重量减轻20%

在不久的将来,获得的复合材料将用于为俄罗斯航空工业生产航天器部件。该研究是在俄罗斯科学基金会的资助下进行的;结果发表在材料中。

国立科学技术大学MISIS的科学家在亚历山大·格罗莫夫教授的带领下,开发了一种用陶瓷填料(氧化铝和氮化物)对铝基(铝基)复合材料进行3D打印的方法。该研究是在俄罗斯科学基金会的项目框架内进行的。使用添加剂技术可使所得粉末材料的强度提高20%。

一种用于航空航天的3D复合材料,可将零件重量减轻20%-复合材料网

亚历山大·格罗莫夫(Alexander Gromov)评论:

“对于铝细节的3D打印,所谓的silumins(铝与硅的合金,特别是Al-Si-10Mg化合物)主要用作原材料。但是,航空航天业的需求正在增长,科学家们现在正在积极寻找铝基复合材料(包括掺杂的)的新成分,以获得与合金相比具有改进的性能(强度,硬度,抗龟裂性)和低成本的细节。含有稀土元素”。

添加剂技术全球市场的年增长率超过100%。与传统工业技术(如铸造,粉末冶金等)相比,金属添加剂技术的优势可以解释这一点。这包括创建复杂的3D细节,通过优化设计来减轻细节重量,提高材料强度的能力。细节,以及用于快速,情境地生产复杂形状的小规模细节的技术。最受欢迎的方向之一是用于航空航天的3D铝打印方法的开发。

在这种情况下,材料科学家的主要任务是在保持强度特性的同时减少细节重量。如今,主要用于飞机的金属是钛。它是一种耐用,耐腐蚀和耐负荷的材料,其唯一的显着缺点是密度高,为5.4 g / mm。轻质且易延展的铝同时具有2.7 g / mm的密度,即轻两倍。但是,它的强度远不及钛。科学家们正在积极寻找强化铝的方法。

一种用于航空航天的3D复合材料,可将零件重量减轻20%-复合材料网

Gromov教授补充说:

“由于在3D打印过程中直接硬化了陶瓷添加剂,我们设法提高了铝粉的强度。以前,人们认为不可能在打印机如SLM上获得这种复合材料。但是,该小组能够在传统打印机SLM-280 HL上创建新粉末材料的实验样品,即使用选择性激光熔化”

所提出的方法可以提高设计的灵活性,减少功能性原型的生产时间,并将最终细节的重量减少10%至20%。

一种用于航空航天的3D复合材料,可将零件重量减轻20%-复合材料网

正如UC Rusal新项目副总监Andrey Arnautov所指出的:

“ NUST MISIS科学家已经接近实现铝生产商的长期梦想:用铝复合材料完全替代钛。许多研究人员致力于通过传统的冶金方法生产轻质耐用的铝复合材料的问题,但亚历山大·格罗莫夫教授(Alexander Gromov)教授带领的团队已经走得更远,并且正在致力于从创新粉末中开发3D细节。

目前,研究团队正在完成对所得物料批次的一系列实验室测试。在不久的将来,研究人员将切换到该项目的下一步,即从这种铝陶瓷粉末中获得第一批细节样品。