Кальций удешевит аддитивное производство сложных деталей

01 сентября 2023
Кальций удешевит аддитивное производство сложных деталей
Материаловеды НИТУ МИСИС совместно с коллегами из Московского Политеха впервые в мире предложили использовать кальций вместо редкоземельных металлов в сплавах на основе алюминия и меди для аддитивных технологий. Новый материал устойчив к перепадам высоких температур и значительно дешевле аналогов, поскольку стоимость кальция минимум в 2 раза ниже, чем редкоземельных элементов. Полученный сплав может найти свое применение в производстве сложных деталей, используемых при экстремальных температурах, например в авиастроении. Результаты исследования опубликованы в журнале Metals.

Селективное лазерное плавление (СЛП) — передовая технология изготовления сложных по форме и структуре изделий из металлических порошков. Благодаря своей гибкости и простоте использования, СЛП все чаще применяется в различных отраслях — автомобильной, медицинской и аэрокосмической и др. промышленности — для изготовления конструкций сложной формы и структуры.

Однако не каждый материал подойдет для СЛП, поскольку сплав должен удовлетворять комплексу физико-химических свойств, позволяющих как изготовить само изделие, так и достичь требуемых эксплуатационных характеристик. Одним из перспективных типов материалов для данной технологии являются эвтектические сплавы на основе алюминия, меди и редкоземельных металлов (Al-Cu-РЗМ). Но у таких сплавов есть большой недостаток — достаточно высокая стоимость из-за входящих в состав меди и редкоземельных элементов.

Ученые Университета науки и технологий МИСИС совместно с коллегами из Московского политехнического университета впервые в мире предложили альтернативную систему с кальцием Al-Ca-Cu, обладающую рядом существенных преимуществ в сравнении с Al-Cu-РЗМ. Использование кальция позволяет существенно снизить себестоимость сплава, так, например, стоимость кальция в 2 раза меньше таких РЗМ, как церий и лантан, и он почти в 10 раз дешевле, чем эрбий. При этом система Al-Ca-Cu не уступает системам с редкоземельными металлами по уровню технологических и физико-механических свойств.

«Кальций дешевле, чем редкоземельные металлы, обладает низкой плотностью, что позволяет дополнительно снизить удельную массу сплава. При этом эвтектика, формирующаяся при добавлении кальция, также обладает весьма тонким строением, что необходимо для получения требуемого сочетания физико-механических свойств сплава», — поясняет автор исследования Торгом Акопян, к.т.н., старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением Университета МИСИС.

Несмотря на то, что сплавы базовой системы Al-Ca-Cu уже сами по себе обладают достаточно удачным сочетанием технологических и физико-механических свойств, данная тройная система, как отмечают исследователи, может использоваться для разработки более сложных высокотехнологичных материалов, предназначенных для эксплуатации в экстремальных температурных условиях, например для наземных и воздушных транспортных средств.

«Благодаря естественно-композитной структуре, которая может содержать до 30 об.% второй фазы, сплавы на основе новой системы представляются весьма перспективными для применения методов цифровой лазерной обработки, изучение влияния которых является предметом дальнейших исследований», — заключает Торгом Акопян.
Томские ученые получили грант на исследования в области 3D-печати ракетного топлива
Читать новость

Календарь событий

28
фев 2023
10:00
Приглашаем познакомиться с АтомРеверсом – одним из цифровых брендов Топливной компании Росатома.
02
фев 2023
14:00
В Нижнем Новгороде 2 – 3 февраля 2023 года состоялась бизнес-сессия, «Развитие аддитивных технологий в Госкорпорации «Росатом». Масштаб мероприятия охватил различные сферы промышленности, показав важность направления аддитивных технологий в Российской Федерации.
22
июн 2023
10:47
22-23 июня 2023 года в Санкт-Петербурге состоялась II Межотраслевая конференция «ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ. ЭЛЕКТРОНИКА. МЕХАНИКА. СОФТ». Цель мероприятия уже второй год остается неизменной – создание межотраслевой площадки по выработке решений для адаптации и стабильной работы в современных условиях, поиск надежных партнеров и актуальных идей для обеспечения безаварийной работы промышленных производств.
31
мая 2023
12:00
VIII ежегодная конференция «Цифровая индустрия промышленной России» (ЦИПР) пройдет в Нижнем Новгороде с 31 мая по 2 июня 2023 года. На ЦИПР представители органов государственной власти и бизнес-сообщества обсудят наиболее актуальные вопросы развития цифровых технологий в современных условиях. 
25
мая 2023
09:00
25-26 мая 2022 года состоится Всероссийская конференция с зарубежным участием «Информационные технологии в машиностроении» (ИТМаш-2022). Организаторы – Издательский дом «КОННЕКТ» и Ассоциация «Цифровые инновации в машиностроении».
22
авг 2023
15:01

Ключевая тема юбилейного форума — «Технологии как фактор развития регионов». Площадки «Технопрома» будут работать по 11 основным трекам:



15
авг 2023
10:00
"АРМИЯ-2023", Международный военно-технический форум - важнейшее событие для Вооруженных Сил. Весь ОПК России. Уникальная аудитория посетителей. ... «Дорогие друзья! С 14 по 20 августа в Конгрессно-выставочном центре «Патриот», на полигоне Алабино, аэродроме Кубинка пройдет Международный военно-технический форум «АРМИЯ». Отечественные и зарубежные компании покажут современные и перспективные образцы вооружения, военной и специальной техники.
10
июл 2023
13:22

Выставка «Иннопром-2023» состоится 10-13 июля в Екатеринбурге под девизом «Устойчивое производство: стратегии обновления». Страной-партнером ИННОПРОМ-2023 стала Белоруссия. На выставочной площади в 3 тыс. кв. м будут представлены свыше 430 экспонатов от 130 белорусских предприятий из всех возможных отраслей промышленности — энергетика, машиностроение, станкостроение, металлообработка, нефтехимия и так далее.

09
окт 2023
11:00
9-10 октября 2023 года с 11:00 Москва, Дмитровское ш., 9 (1С: Учебный центр №1)
Компания I3D, входящая в состав Членов АРАТ проводит 2-х дневный форум по АТ и 3D-решениям.

22
авг 2023
15:01

Ключевая тема юбилейного форума — «Технологии как фактор развития регионов». Площадки «Технопрома» будут работать по 11 основным трекам:



15
авг 2023
10:00
"АРМИЯ-2023", Международный военно-технический форум - важнейшее событие для Вооруженных Сил. Весь ОПК России. Уникальная аудитория посетителей. ... «Дорогие друзья! С 14 по 20 августа в Конгрессно-выставочном центре «Патриот», на полигоне Алабино, аэродроме Кубинка пройдет Международный военно-технический форум «АРМИЯ». Отечественные и зарубежные компании покажут современные и перспективные образцы вооружения, военной и специальной техники.
10
июл 2023
13:22

Выставка «Иннопром-2023» состоится 10-13 июля в Екатеринбурге под девизом «Устойчивое производство: стратегии обновления». Страной-партнером ИННОПРОМ-2023 стала Белоруссия. На выставочной площади в 3 тыс. кв. м будут представлены свыше 430 экспонатов от 130 белорусских предприятий из всех возможных отраслей промышленности — энергетика, машиностроение, станкостроение, металлообработка, нефтехимия и так далее.

22
июн 2023
10:47
22-23 июня 2023 года в Санкт-Петербурге состоялась II Межотраслевая конференция «ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ. ЭЛЕКТРОНИКА. МЕХАНИКА. СОФТ». Цель мероприятия уже второй год остается неизменной – создание межотраслевой площадки по выработке решений для адаптации и стабильной работы в современных условиях, поиск надежных партнеров и актуальных идей для обеспечения безаварийной работы промышленных производств.