Исследователи НИИ материаловедения и инновационных технологий Белгородского государственного университета в ходе реализации проекта«Разработка технологий селективного лазерного сплавления» программы развития вуза «Приоритет-2030» обнаружили особенности поведения металлических материалов в экстремальных условиях, в которых они находятся в ходе 3D-печати.
В качестве исходного сырья для многих аддитивных технологий выступает металлический порошок. Форма, размеры и химический состав частиц этого порошка оказывают значительное влияние как на точность 3D-печати, так и на служебные свойства аддитивных изделий.
Сергей Миронов
Как отмечает руководитель проекта профессор кафедры материаловедения и нанотехнологий НИУ «БелГУ», доктор физико-математических наук Сергей Миронов, в аддитивной индустрии повышенное внимание уделяется тщательному контролю характеристик порошкового материала.
- Мы в своей работе исследовали внутреннее строение частиц порошкового материала. И обнаружили наличие пор внутри частиц порошка, которые образуются в процессе «атомизации». В ходе эксперимента было доказано, что часть этих пор «наследуется» от порошкового материала при 3D-печати. Поскольку поры влияют на свойства изделий – в частности, их прочность и пластичность – то инженерам необходимо принимать это в расчет, - рассказал о результатах исследований учёный.
Учёные также установили, что «унаследованные» поры в изделии имеют очень маленький размер – до 100 нанометров, поэтому не могут быть выявлены при аттестации аддитивного материала посредством оптической микроскопии, которая рекомендована ГОСТ. Для их обнаружения, отмечают учёные НИУ «БелГУ», потребуется электронная микроскопия.
Наиболее интересные результаты, по словам руководителя проекта Сергея Миронова, были получены посредством растровой электронной микроскопии. В частности, пористость была выявлена при наблюдении в режиме обратно рассеянных электронов.
Ключевым технологическим результатом исследований коллектива учёных стала оптимизация режима 3D-печати теплотехнической стали типа Р92. Учёным удалось добиться получения образцов с номинальным уровнем пористости менее 0,5%, то есть, «почти беспористого» материала.
Источник: Минобрнауки России
