Исследователи из Национальной лаборатории Оук-Ридж (ORNL) и Университета Райса в Хьюстоне разработали новый процесс создания «устойчивых к повреждениям компонентов» из нескольких материалов. Инновационная технология объединяет 3д печать с традиционными методами литья.

Исследовательский проект под названием «Устойчивые к повреждениям металлические композиты с использованием инфильтрации расплава аддитивно изготовленных преформ» показывает, как сочетание 3д печати с литьем может привести к оптимизации деталей, ставших прочнее, чем если бы они были просто напечатаны или отлиты. Как объясняют ученые, новый двухэтапный процесс помогает преодолеть «проблемы с интерметаллическим образованием, трещинами и плохим разрешением», которые характерны для большинства производственных технологий.


Первый этап состоит в создании структуры кристаллической решетки с использованием технологии селективного лазерного плавления (SLM). Эта решетка функционирует как своего рода скелет для конечной компоненты. Второй этап включает инфильтрирование заготовки «жидким металлом с температурой плавления ниже, чем температура арматуры».

В качестве примера разработчики вылили алюминиевый сплав (A356) поверх 3д напечатанной стальной решетки, изготовленной из 316L. Было доказано, что полученная часть, «композиция промежуточной фазы», имеет более высокую устойчивость к повреждениям, чем деталь, изготовленная исключительно из алюминия. Испытания на сжатие, выполненные над напечатанной составной частью, показали, что стресс-деформационный отклик предмета можно контролировать, просто регулируя объемную долю и топологию арматуры стальной решетки.

По мнению исследовательской группы, ее гибридный производственный процесс может найти применение в автомобильной промышленности, где часто требуются детали с оптимальными тепловыми и механическими свойствами.