Ученые ПНИПУ и УрФУ исследовали применение порошковой проволоки в 3D-печати методом электродугового наплавления

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета и Уральского федерального университета усовершенствовали технологию 3D-печати методом проволочного наплавления за счет использования металлопорошковой проволоки с точно регулируемым составом вместо обычной сварочной.

3D-печать методом электродугового наплавления металлической проволоки (Wire Arc Additive Manufacturing, WAAM) зарекомендовала себя в производстве крупногабаритных заготовок, при этом для формирования изделий применяют преимущественно обычную сварочную проволоку, что ограничивает химический состав и свойства получаемых деталей. Усовершенствовать технологию можно за счет использования порошковой проволоки с более широкими возможностями легирования, сообщает пресс-служба ПНИПУ.

«Из-за теплофизических особенностей порошковых проволок, а также в зависимости от их типа, состава и выбранного режима наплавки можно на десять-тридцать процентов повысить производительность процесса по сравнению с проволоками сплошного сечения. Также использование определенных компонентов в составе сердечника проволоки позволяет получать практически любой необходимый химический состав наплавляемого материала», — рассказал научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «материал-технология-конструкция» ПНИПУ Глеб Пермяков.

Ученые УрФУ разработали проволоку с порошковым сердечником, содержащим хром, марганец, никель, молибден, медь и азот. Такая комбинация позволила повысить прочность и пластичность. Ученые ПНИПУ отработали технологию 3D-печати и получили металлические образцы из опытного материала для проведения комплексных исследований — испытаний на растяжение и ударную вязкость, определения химического состава и изучения структуры.

«В наплавленном металле отсутствуют дефекты в виде пор, трещин, непроваров или шлаковых включений между слоями. По сравнению с существующими сплошными сварочными проволоками аустенитного класса разработанный нами состав обладает на двадцать-тридцать процентов более высокими прочностными характеристиками, при этом сохраняются высокие показатели пластичности. Предел текучести экспериментального сплава более чем в два раза выше, чем у широко используемой стали 08Х18Н10Т. Во многом именно низкие значения предела текучести ограничивали применение известных марок аустенитных сталей для тяжелонагруженных конструкций» — пояснил ассистент кафедры технологии сварочного производства УрФУ Алексей Смоленцев.

Исследование проведено при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, Российского фонда фундаментальных исследований и Фонда содействия инновациям, результаты опубликованы в журнале Metallurgist.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.