Создан новый 3D-композит для аэрокосмоса, снизивший вес деталей на 20%

Сегодня наблюдается стремительное развитие аддитивных технологий, их ежегодный прирост составляет более 100%. Новые разработки в этой области дают возможность создавать 3D детали сложной формы, снижать вес изделий за счет оптимизации конструкции, увеличивать их прочность. Направление аддитивных технологий особенно востребовано при разработке методов 3D-печати алюминиевых композитов, используемых в аэрокосмической отрасли. Основной задачей материаловедов, работающих в космической индустрии, является итоговое снижение веса детали при сохранении прочностных характеристик. Традиционно при создании летательных аппаратов используется титан. Это прочный, коррозионностойкий, устойчивый к нагрузкам металл, единственным недостатком которого является высокая плотность — 5,4 г/мм. Алюминий же — легкий, пластичный, и его плотность составляет всего 2,7 г/мм, то есть вдвое легче. Алюминий уступает титану только в прочности. Наука активно искала способы, как упрочить алюминий.

В новом исследовании ученым удалось получить образцы 3D-алюминиевых композитов с керамическим наполнителем методом лазерного плавления.

При таком способе прочность алюминиевых порошков значительно повысилась благодаря упрочнению керамическими добавками непосредственно в процессе 3D печати (так называемое модифицирование in situ). Ранее считалось, что это невозможно сделать на принтерах типа SLM. Предложенные методы получения 3D изделий из алюминиевых композитов с улучшенными свойствами повышают гибкость их проектирования, сокращают сроки изготовления функциональных прототипов, снижают массу получаемых деталей на 10-20%. Полученные материалы в ближайшем будущем будут использованы для выращивания деталей летательных аппаратов и космических кораблей. Результаты проекта опубликованы в журнале Materials.

Источник: https://www.rscf.ru/upload/iblock/f9a/f9a4eaeef532e851f58c6312dbfcc8a6.pdf.