Вчені НІТУ «МІСіС» удосконалили технологію 3D-друку з алюмінію, домігшись підвищення твердості виробів в півтора рази, Розроблена ними нановуглецева добавка до алюмінієвого порошку, отримана з продуктів переробки попутного нафтового газу, до дозволить підвищити якість авіакосмічних композитів, надрукованих на 3D-принтері. Результати дослідження опубліковані в міжнародному науковому журналі Composites Communications
Сьогодні основна сфера застосування 3D-друку з алюмінію - це створення високотехнологічних деталей для авіаційної та космічної промисловості. Наявність навіть найменших дефектів у друкованих конструкціях має критично важливе значення для безпеки створюваної техніки. За словами вчених НІТУ «МІСіС», основним ризиком виникнення таких дефектів є висока пористість матеріалу, викликана, в тому числі, якостями вихідного алюмінієвого порошку.
Для забезпечення рівномірної і щільної мікроструктури друкованих виробів вчені лабораторії MISIS Catalis Lab запропонували додавати в алюмінієвий порошок вуглецеві нановолокна. Використання цієї модифікуючої добавки дозволяє забезпечити низьку пористість матеріалу і підвищення його твердості в півтора рази.
"Поліпшити властивості порошку для друку дозволяє зміна його хімічного та фазового складу шляхом впровадження в основну матрицю додаткових компонентів. Зокрема, вуглецеві нановолокна мають високу теплопровідність, яка допомагає мінімізувати температурні градієнти між друкованими шарами в процесі синтезу виробів, на стадії селективного лазерного плавлення. Завдяки цьому мікроструктуру матеріалу практично повністю можна позбавити від неоднорідностей ", - розповів завідувач лабораторією, професор НІТУ" МІСіС "д. т.н. Олександр Громов. Розроблена
науковим колективом технологія синтезу нановуглецевих добавок включає в себе методи хімічного осадження, ультразвукової обробки та ВК-термообробки.
Важливо те, що використовувані вуглецеві нановолокна є побічним продуктом переробки попутного нафтового газу. При його каталітичному розкладанні вуглець накопичується у вигляді нановолокон на дисперсних металевих частинках каталізатора. Зазвичай в даний час попутні гази просто спалюють на родовищах, що завдає шкоди навколишньому середовищу. Тому застосування нового методу має також серйозне екологічне значення, - зазначив професор Громов.
Дослідження проводилося спільно з фахівцями Інституту каталізу СО РАН. Надалі науковий колектив планує визначити оптимальні умови селективного лазерного плавлення нових композиційних порошків, а також розробити технологію постобробки і промислового використання синтезованих виробів.
