Красноярские учёные работают над инновационным материалом для 3D-печати

06 августа 2020

Проволока с высоким содержанием переходных и редкоземельных металлов, над которой работают красноярские учёные, позволит 3D-печати выйти на новый уровень, а детали, изготовленные с её помощью, будут обладать особыми свойствами, аналогов которым нет в мире.

На сегодняшний день аддитивные технологии позволяют изготавливать детали любой формы непосредственно с 3D-цифровых моделей без отходов и используются во многих отраслях: от машиностроения и медицины до народного хозяйства. При этом качество продукции, получаемой таким методом, во многом зависит от материала, используемого при печати.

— Наша цель – разработать технологию получения проволоки для аддитивных технологий из алюминиевых сплавов с таким уровнем содержания переходных и редкоземельных металлов, который позволит получить особые физико-механические свойства итоговых изделий, — объясняет свою задачу руководитель проекта, доктор технических наук, профессор СФУ Юрий Горохов.

Так, одним из требований к новому материалу для 3D-печати является отсутствие литейных дефектов, пористости, мелкозернистая дисперсная структура, что поможет исключить дефекты уже в печатаемых деталях сложной формы.
Добиться этого позволит метод прямого энергетического наплавления с применением в качестве источника энергии лазера, электронного луча или плазмы. Таким способом учёные рассчитывают получить детали, обладающие комплексом высоких прочностных свойств на наноструктурном уровне, чего нельзя получить, используя традиционные технологии.

Микроструктура литого (А) и наноструктурированного путем интенсивной пластической деформации (Б) прутка сплава 01417 состава алюминий и 6 – 8% редкоземельных металлов (РЗМ) в поперечном направлении (х1000)


Кроме прочности в широком интервале температур, материал будет обладать высокой электропроводностью, защитой от излучения, пластичностью, лучшим качеством поверхности и другими свойствами, которые позволят выйти на новый уровень 3D-печати.

— Обширный комплекс исследований требует длительной работы научного коллектива, однако к осени мы планируем провести испытания первых опытных образцов проволоки, — рассказывает Юрий Горохов.

Проект реализуется в рамках конкурса междисциплинарных фундаментальных научных исследований «Енисейская Сибирь», который совместно проводят Российский фонд фундаментальных исследований, Красноярский краевой фонд науки и ООО «Научно-производственный центр Магнитной гидродинамики». Это даёт право говорить не только о научной разработке, но и о внедрении её в жизнь. Не случайно главная цель проекта – организация инновационного производства нового материала, который будет не только использоваться в России, но и иметь большой экспортный потенциал.

Всего в рамках конкурса «Енисейская Сибирь» в 2019 году было поддержано 13 проектов, а общий бюджет конкурса с учётом трёхстороннего финансирования составил порядка 60 млн рублей. Новый конкурс «Енисейская Сибирь» планируется запустить в начале осени.