M1911 - hliníkový prášok zaisťuje väčšiu pevnosť

Materiálový výskum. Inovatívny prášok by mohol viesť k nahradeniu titánu hliníkovými kompozitmi v 3D tlači.

prášok

Vedci z Ruskej národnej univerzity vedy a techniky (NUST) pod vedením profesora Alexandra Gromova vyvinuli postup pre 3D tlač kompozitných materiálov na báze hliníka („Alumomatrix“) s keramickými plnivami. Špeciálny prášok umožnil zvýšiť pevnosť komponentov až o 20 percent.

„Pokiaľ ide o 3D tlač hliníkových komponentov, ako suroviny sa používajú takzvané silumíny (zliatiny hliníka s kremíkom, najmä zlúčenina Al-Si-10Mg),“ vysvetľuje Alexander Gromov Vedci hľadajú nové zloženia zlúčenín Alumomatrix (tiež dotovaných) na získanie komponentov so zlepšeným výkonom (pevnosť, tvrdosť, odolnosť proti praskaniu) a nízkymi nákladmi v porovnaní so zliatinami so vzácnymi zeminami. ““

Ročné zdvojnásobenie trhu

Ročná miera rastu globálneho trhu s aditívnou výrobou (AM) je viac ako 100 percent, čo možno vysvetliť vážnymi výhodami aditívnych technológií pre kovy v porovnaní s tradičnými technológiami, ako je liatie. Výhody ako schopnosť vytvárať zložité 3D súčasti, znižovať váhu súčiastky optimalizáciou dizajnu, zvyšovať pevnosť súčiastok a schopnosť rýchlo vyrábať súčiastky so zložitými tvarmi aj v malom meradle. Procesy 3D tlače kovov sú preto obzvlášť požadované v leteckom priemysle.

Titán vs. hliník

Kovom, ktorý sa dnes hlavne používa na výrobu lietadiel, je titán. Je odolný, odolný proti korózii a odolný, ale jeho jedinou hlavnou nevýhodou je jeho vysoká hustota 5,4 g/mm. Ľahký a zároveň tvárny (= nelámavý) hliník má hustotu 2,7 g/mm, takže je iba o polovicu ťažší, ale s výrazne nižšou pevnosťou ako titán. Vedci teda hľadajú spôsoby, ako hliník posilniť. V prezentovanom výskumnom projekte sa ruskí vedci v oblasti materiálov zamerali predovšetkým na zníženie hmotnosti komponentov pri zachovaní pevnostných vlastností.

„Tvrdením keramických prísad priamo v procese 3D tlače sa nám podarilo zvýšiť pevnosť hliníkových práškov,“ vysvetľuje Alexander Gromov. Doteraz sa považovalo za nemožné vyrábať také kompozitné materiály pomocou tlačiarní SLM (Selective Laser Melting). Moskovskí vývojári teraz prvýkrát vyrobili experimentálne vzorky z nového práškového materiálu na konvenčnej tlačiarni SLM-280 HL. Podľa profesora Gromova použité metódy umožňujú väčšiu flexibilitu v dizajne, skrátenie výrobného času a predovšetkým zníženie hmotnosti vyrobených komponentov až o 20 percent.