МОСКВА, 18 ноя — РИА Новости. Усовершенствовать технологию 3D-печати из алюминия, добившись повышения твердости изделий в полтора раза, смогли ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»). Разработанная ими наноуглеродная добавка к алюминиевому порошку позволит повысить качество авиакосмических композитов, напечатанных на принтере. Результаты исследования опубликованы в журнале Composites Communications.
Сегодня основной областью применения 3D-печати из алюминия является создание высокотехнологичных деталей для авиационной и космической промышленности. Наличие даже малейших дефектов в печатных конструкциях имеет критически важное значение для безопасности создаваемой техники. По словам ученых НИТУ «МИСиС», основным риском возникновения таких дефектов является высокая пористость материала, вызванная в том числе качествами исходного алюминиевого порошка.
Для обеспечения равномерной и плотной микроструктуры печатных изделий ученые НИТУ «МИСиС» предложили добавлять в алюминиевый порошок углеродные нановолокна. Использование этой модифицирующей добавки позволяет обеспечить низкую пористость материала и повышение его твердости в полтора раза.
«Улучшить свойства порошка для печати позволяет изменение его химического и фазового состава путем внедрения в основную матрицу дополнительных компонентов. В частности, углеродные нановолокна имеют высокую теплопроводность, которая помогает минимизировать температурные градиенты между печатными слоями в процессе синтеза изделий, на стадии селективного лазерного плавления. Благодаря этому микроструктуру материала практически полностью можно избавить от неоднородностей», — рассказал профессор НИТУ «МИСиС» Александр Громов.
Разработанная научным коллективом технология синтеза наноуглеродных добавок включает в себя методы химического осаждения, ультразвуковой обработки и ИК—термообработки.
Используемые углеродные нановолокна являются побочным продуктом переработки попутного нефтяного газа. При его каталитическом разложении углерод скапливается в виде нановолокон на дисперсных металлических частицах катализатора. Обычно попутные газы просто сжигают на месторождениях, что наносит вред окружающей среде, поэтому применение нового метода имеет также серьезное экологическое значение, отметили ученые.
Исследование проводилось совместно со специалистами Института катализа СО РАН. В дальнейшем научный коллектив планирует определить оптимальные условия селективного лазерного плавления новых композиционных порошков, а также разработать технологию постобработки и промышленного использования синтезированных изделий.
