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NUST MISIS开发的新型3D复合材料可将航空航天部件的重量减少20%

NUST MISIS高复杂度工业原型研究中心的一组科学家生产了第一批采用陶瓷填料(氧化铝和氮化物)的3D铝复合材料组件样品,这些样品用于激光熔化-程序。所获得的复合材料将在不久的将来用于俄罗斯航空航天工业中航天器零件的开发。该研究由俄罗斯科学基金会资助;结果在材料公布

国立科学技术大学MISIS的科学家在亚历山大·格罗莫夫教授的带领下,开发了一种用陶瓷填料进行铝基质(铝基)复合材料的3D打印方法。该研究是俄罗斯科学基金会作为项目的一部分进行的。使用添加剂技术可以将所得粉末材料的强度提高20%。

亚历山大·格罗莫夫(Alexander Gromov)解释说:“在铝部件的D3印刷中,主要使用所谓的silumines(铝与硅制成的合金,尤其是Al-Si-10Mg化合物)作为原材料。但是,航空航天工业的需求在不断增长,科学家们现在正在积极寻找铝基质化合物的新组成(也被掺杂),以得到比稀土合金具有更高性能(强度,硬度,抗裂性)和低成本的组分。”

全球添加剂技术市场的年增长率超过100%,这可以用金属添加剂技术相对于传统工业技术(例如铸造和粉末冶金等)的优势来解释。这包括创建复杂的3D组件,通过优化设计来减轻组件的重量,增加组件的强度的能力,以及用于以小规模快速复杂地制造具有复杂形状的组件的技术。其中的最流行的方向是在航空航天工业的3D Alumumium压力方法的发展。

在这种情况下,材料科学家的主要任务是在保持强度特性的同时减轻组件的重量。当今主要用于飞机的金属是钛。它是一种耐用,耐腐蚀和有回弹力的材料,唯一的主要缺点是其5.4 g / mm的高密度。轻质同时具有韧性的铝的密度为2.7 g / mm,这意味着它的重量仅为轻质的一半,但强度却大大低于钛。科学家们正在积极寻找增强铝质的方法。

“通过在3D打印过程中直接硬化陶瓷添加剂,我们能够提高铝粉的强度。迄今为止,人们认为在例如SLM打印机上无法实现这种复合材料。但是,该小组能够使用选择性激光熔化方法在常规SLM-280 HL打印机上创建新粉末材料的实验样品,” Gromov教授继续说道。

所提出的方法可以增加设计的灵活性,缩短功能性原型的生产时间,并以这种方式生产的组件重量减少10%至20%。

俄铝公司新项目副主任安德烈·阿纳托夫(Andrey Arnautov)表示:“ NUST MISIS科学家已经接近实现铝生产商的一个a愿:用铝复合材料完全替代钛。许多研究人员已经解决了使用传统冶金工艺制造轻巧耐用的铝化合物的问题,但是亚历山大·格罗莫夫教授( Alexander Gromov)教授带领的团队走得更远,并且正在研究用创新粉末开发3D组件。

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