Аддитивные технологии

Развитием работ по лазерной наплавке в Институте лазерных и сварочных технологий стала разработка оборудования и технологий прямого лазерного выращивания изделий из металлических порошков, позволяющих создавать изделия сложной формы по заранее заданной 3D-модели.

Основной тенденцией развития аддитивных технологий является увеличение их производительности при сохранении требуемого качества выращиваемого изделия. Увеличение производительности также позволит увеличить и габариты изготавливаемых изделий.

Наиболее перспективной с этой точки зрения технологией является технология прямого лазерного выращивания обладающая конструктивной особенностью, позволяющей достигать частичное расплавление порошка при сохранении высоких скоростей изготовления изделия. При использовании данного метода изделие формируется из порошка, подаваемого сжатой газопорошковой струей в зону выращивания, причем газопорошковая струя может быть, как коаксиальной, так и не коаксиальной сфокусированному лазерному лучу, обеспечивающему нагрев и частичное плавление порошка и подогрев подложки.

Также возможно введение смеси порошков, что позволяет изменять состав подаваемых порошков в ходе процесса выращивания, обеспечивая высокоскоростное формирование изделий с градиентными свойствами. При этом, в рамках одного технологического процесса становится возможным формирование изделия, характеристики различных участков которого отличаются и определяются локальными условиями эксплуатации.

Переход к новым технологиям позволит устранить из технологического цикла промежуточные операции, например, фрезеровку, токарную обработку и сверление, для получения качественных поверхностей сопрягаемых деталей. Снижение числа технологических операций при изготовлении деталей и конструкций сложной формы существенно увеличит производительность изготовления при меньших материальных, энергетических и трудозатратах.

  •   -  высокая производительность, до 60мм3/сек
  •   -  градиентные свойства изделий
  •   -  низкая пористость, менее 0,5%
  •   -  мелкозернистая структура, размер зерна не более 100мкн
  •   -  механические свойства на уровне деформируемых и термообработанных сплавов

В ИЛИСТ проводятся исследования влияния режимных параметров процесса и состава газовой атмосферы на формирование сложнопрофильных изделий и отрабатываются предварительные технологии прямого лазерного выращивания из сплавов на основе Fe, Co, Ni и Ti.

Исходные порошковые материалы и полученные образцы анализируются с использованием новейших методов металлографии, микроскопии и рентгенографии, проводятся механические испытания выращенных образцов.

Разрабатываемые технологии и оборудование прямого лазерного выращивания обладают потенциалом мультипликативного технологического влияния на развитие нескольких отраслей экономики – двигателестроение, медицина, предприятия ракетно-космической отрасли, транспортного, судового и энергетического машиностроения.

Ознакомиться с презентацией "Прямое лазерное выращивание"