В России создали новый материал для аэрокосмической техники

Созданные при помощи метода SLM изделия

Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Ученые из НИТУ «МИСиС» вместе с коллегами из Объединенного института высоких температур РАН впервые получили 3D-композит на основе алюминия, прочность которого на 20% выше, чем у используемых в аэрокосмической технике порошковых материалов. Статья об этом опубликована в журнале Materials.

Аэрокосмическая промышленность сегодня требует применения современных технологий для создания более легких и прочных материалов, которые затем можно применять при создании самолетов и космических кораблей. Как известно, основным металлом, используемым сейчас при создании летательных аппаратов, является титан — прочный, коррозионностойкий, устойчивый к нагрузкам материал, единственным существенным минусом которого является высокая плотность — 4,5 г/см3. Легкий и пластичный алюминий при этом имеет плотность 2,7 г/см3, то есть примерно в полтора раза легче. Однако он значительно уступает титану по прочности. Поэтому исследователи активно ищут способы увеличить прочность этого материала.

Один из самых перспективных и новых способов создания структур с принципиально новыми физическими характеристиками — это аддитивные технологии. Новые методы позволяют создать 3D-детали сложной формы, снизить вес за счет оптимизации конструкции, увеличить прочность, а также дают технологию быстрого создания мелкосерийных образцов сложной формы. Они основаны на поэтапном формировании изделия путем добавления материала на основу.

Поддержанные грантом Российского научного фонда ученые разработали метод 3D-печати композитов на основе алюминия с керамическими наполнителями (оксид и нитрид алюминия). Применение аддитивных технологий при создании материала позволило повысить прочность получаемых порошковых материалов на 20%.

«Для 3D-печати алюминиевых деталей в качестве исходного сырья преимущественно используются так называемые силумины (сплавы алюминия с кремнием, например Al-Si-10Mg), — рассказывает руководитель проекта, доктор химических наук профессор Александр Громов. — Однако требования авиакосмической промышленности растут, и во всем мире сейчас активно ищут новые составы алюмоматричных композитов для получения деталей с большей прочностью, твердостью, стойкостью к образованию трещин и низкой стоимостью по сравнению с содержащими редкоземельные элементы сплавами».

Российским ученым в ходе своей работы удалось повысить прочность алюминиевых порошков благодаря упрочнению керамическими добавками в процессе 3D-печати. Ранее считалось, что получение таких композитов возможно только на специальных устройствах. Однако научной группе удалось создать опытные партии нового порошкового материала на «обычном» принтере SLM-280 HL.

В ближайшем времени авторы работы планируют начать следующий этап проекта — получение первых образцов деталей из нового алюминиево-керамического порошка.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.