NUST MISIS高復(fù)雜度工業(yè)原型研究中心的一組科學(xué)家生產(chǎn)了第一批采用陶瓷填料(氧化鋁和氮化物)的3D鋁復(fù)合材料組件樣品，這些樣品用于激光熔化-程序。所獲得的復(fù)合材料將在不久的將來用于俄羅斯航空航天工業(yè)中航天器零件的開發(fā)。該研究由俄羅斯科學(xué)基金會資助;結(jié)果在材料公布

國立科學(xué)技術(shù)大學(xué)MISIS的科學(xué)家在亞歷山大·格羅莫夫教授的帶領(lǐng)下，開發(fā)了一種用陶瓷填料進(jìn)行鋁基質(zhì)(鋁基)復(fù)合材料的3D打印方法。該研究是俄羅斯科學(xué)基金會作為項目的一部分進(jìn)行的。使用添加劑技術(shù)可以將所得粉末材料的強(qiáng)度提高20%。

亞歷山大·格羅莫夫(Alexander Gromov)解釋說：“在鋁部件的D3印刷中，主要使用所謂的silumines(鋁與硅制成的合金，尤其是Al-Si-10Mg化合物)作為原材料。但是，航空航天工業(yè)的需求在不斷增長，科學(xué)家們現(xiàn)在正在積極尋找鋁基質(zhì)化合物的新組成(也被摻雜)，以得到比稀土合金具有更高性能(強(qiáng)度，硬度，抗裂性)和低成本的組分。”

全球添加劑技術(shù)市場的年增長率超過100%，這可以用金屬添加劑技術(shù)相對于傳統(tǒng)工業(yè)技術(shù)(例如鑄造和粉末冶金等)的優(yōu)勢來解釋。這包括創(chuàng)建復(fù)雜的3D組件，通過優(yōu)化設(shè)計來減輕組件的重量，增加組件的強(qiáng)度的能力，以及用于以小規(guī)模快速復(fù)雜地制造具有復(fù)雜形狀的組件的技術(shù)。其中的最流行的方向是在航空航天工業(yè)的3D Alumumium壓力方法的發(fā)展。

在這種情況下，材料科學(xué)家的主要任務(wù)是在保持強(qiáng)度特性的同時減輕組件的重量。當(dāng)今主要用于飛機(jī)的金屬是鈦。它是一種耐用，耐腐蝕和有回彈力的材料，唯一的主要缺點(diǎn)是其5.4 g / mm的高密度。輕質(zhì)同時具有韌性的鋁的密度為2.7 g / mm，這意味著它的重量僅為輕質(zhì)的一半，但強(qiáng)度卻大大低于鈦?？茖W(xué)家們正在積極尋找增強(qiáng)鋁質(zhì)的方法。

“通過在3D打印過程中直接硬化陶瓷添加劑，我們能夠提高鋁粉的強(qiáng)度。迄今為止，人們認(rèn)為在例如SLM打印機(jī)上無法實現(xiàn)這種復(fù)合材料。但是，該小組能夠使用選擇性激光熔化方法在常規(guī)SLM-280 HL打印機(jī)上創(chuàng)建新粉末材料的實驗樣品，” Gromov教授繼續(xù)說道。

所提出的方法可以增加設(shè)計的靈活性，縮短功能性原型的生產(chǎn)時間，并以這種方式生產(chǎn)的組件重量減少10%至20%。

俄鋁公司新項目副主任安德烈·阿納托夫(Andrey Arnautov)表示：“ NUST MISIS科學(xué)家已經(jīng)接近實現(xiàn)鋁生產(chǎn)商的一個a愿：用鋁復(fù)合材料完全替代鈦。許多研究人員已經(jīng)解決了使用傳統(tǒng)冶金工藝制造輕巧耐用的鋁化合物的問題，但是亞歷山大·格羅莫夫教授( Alexander Gromov)教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊走得更遠(yuǎn)，并且正在研究用創(chuàng)新粉末開發(fā)3D組件。