Ученые ПНИПУ повышают износостойкость ответственных деталей с помощью электроэрозионной обработки и 3D-печати

Наличие макрорельефа на рабочих поверхностях может снижать износ изделий при условии, что макрорельеф заполнен смазывающими веществами. Такой метод борьбы с износом используется в высоконагруженных изделиях специального назначения, например строительной технике и оборудовании для нефтедобычи. Зачастую маслоудерживающий рельеф в виде канавок наносится на поверхности с помощью специализированных алмазных или твердосплавных инструментов, что нерационально экономически и технологически. Ученые Пермского политеха обошли эти ограничения за счет электроэрозионной обработки с применением электродов, полученных методом 3D-печати, сообщает пресс-служба вуза.

Образцы 3D-печатных электродов. Иллюстрация: Тимур Абляз et al.

Поскольку требуемый размер канавок минимален, для их нанесения необходим стержневой острозаточенный инструмент. Он подвержен интенсивному износу, образованию сколов на режущей части, что ведет к снижению точности требуемого рельефа. В результате применение такой технологи обходится довольно дорого и не позволяет создавать точный рисунок, тогда как его форма и глубина, сложность рельефа являются основными требованиями при создании маслоудерживающих канавок на поверхностях ответственных изделий.

Ученые Пермского политеха создали электроды разной формы с требуемым рельефом торцевой поверхности по технологии селективного лазерного наплавления металлопорошковых композиций (SLM). С их помощью на поверхности удалось перенести заданный узор со сложной макро- и микрогеометрией.

«Полученные экспериментальные данные позволили нам обеспечить на обрабатываемой поверхности изделия маслоудерживающие канавки с развитой текстурой макро- и микрогеометрии. Применение выращенного электрода позволяет не только обеспечивать требуемый макрорельеф на малогабаритных участках рабочих поверхностей изделий без применения лезвийного стержневого инструмента, но и создавать микрорельеф внутри канавок, способствующий дополнительному эффекту удержания смазывающего вещества. Так как технология электроэрозионной обработки позволяет обрабатывать токопроводящие материалы независимо от их физико-механических характеристик, применение выращенных электродов-инструментов позволит существенным образом расширить технологические возможности данного процесса», — рассказал ведущий научный сотрудник центра аддитивных технологий и доцент кафедры инновационных технологий машиностроения, кандидат технических наук Тимур Абляз.

Разработчики доказали, что произведенный методом селективного лазерного сплавления электроинструмент эффективен для создания необходимых шероховатостей. Это означает, что с его помощью можно улучшить водостойкость деталей и износостойкость поверхностей. Результаты эксперимента по созданию текстурированных поверхностей с помощью напечатанного на 3D-принтере электрода-инструмента опубликованы в журнале Materials. С докладом научной команды можно ознакомиться по этой ссылке.

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.