Prototype de détail imprimé en 3D. Crédit :Sergey Gnuskov/NUST MISIS
Les scientifiques de NUST MISIS ont proposé une technologie qui permet de doubler la résistance des composites obtenus par impression 3D à partir de poudre d'aluminium, et faire progresser les caractéristiques de ces produits jusqu'à la qualité des alliages de titane :la résistance du titane est environ six fois supérieure à celle de l'aluminium, mais la densité du titane est 1,7 fois plus élevée.
Les modificateurs développés pour l'impression 3D peuvent être utilisés dans des produits pour l'industrie aérospatiale.
Les précurseurs modificateurs développés, à base de nitrures et d'oxydes d'aluminium et obtenus par combustion, sont devenus la base du nouveau composite. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue scientifique hautement cotée Matériaux et technologies durables .
Il y a deux décennies, le moulage était considéré comme le seul moyen rentable de fabriquer des produits en vrac. Aujourd'hui, Les imprimantes 3D pour le métal sont un digne concurrent des méthodes métallurgiques. Les imprimantes 3D ont une chance de remplacer les méthodes traditionnelles de production métallurgique à l'avenir. L'utilisation de technologies additives avec l'impression 3D crée tout un éventail d'avantages, de la création de formes et de conceptions plus difficiles au coût moins cher de la technologie et à son avantage théorique.
Aujourd'hui, il existe plusieurs technologies qui sont utilisées pour l'impression du métal, les principaux étant la fusion laser sélective (SLM) et le frittage laser sélectif (SLS). Les deux impliquent la superposition progressive de poudre métallique "encre, " couche par couche, pour construire un chiffre de volume donné. SLS ou SLM sont des technologies de fabrication additive basées sur le frittage couche par couche de matériaux en poudre à l'aide d'un faisceau laser puissant (jusqu'à 500 watts).
Le titane est le métal optimal pour la fabrication de produits pour l'industrie aérospatiale, cependant, il ne peut pas être utilisé dans l'impression 3D en raison des risques d'incendie et d'explosion des poudres. L'aluminium est une alternative, car il est léger (densité 2700 kg/m 3 ) et moulable, ayant un module d'élasticité d'environ 70 MPa. C'est l'une des principales exigences de l'industrie pour qu'un métal soit adapté à l'impression 3D; cependant l'aluminium seul n'est pas assez résistant ou solide :la résistance à la traction même pour l'alliage Duralumin est de 500 MPa, et sa dureté Brinell HB est de 20 kgf/mm 2 .
La solution pour renforcer l'impression 3D en aluminium a été proposée par l'équipe de recherche dirigée par le professeur Alexander Gromov du département NUST MISIS pour les métaux non ferreux et l'or.
« Nous avons développé une technologie pour renforcer les composites aluminium-matrice obtenus par impression 3D, et nous avons obtenu des précurseurs-modificateurs innovants en brûlant des poudres d'aluminium. Les produits de combustion—nitrures et oxydes d'aluminium—sont spécifiquement préparés pour le frittage de surfaces ramifiées avec des nanocouches de transition formées entre les particules. Ce sont les propriétés spéciales et la structure de la surface qui permettent aux particules d'être fermement attachées à la matrice en aluminium et, par conséquent, [double] la résistance des composites obtenus, " dit Alexandre Gromov, chef du groupe de recherche.
Actuellement, l'équipe de développeurs teste les prototypes à l'aide de nouvelles technologies.
