Ученые МИСИС представили эффективный способ переработки отходов аддитивного производства
Специалисты НИТУ МИСИС продемонстрировали новый подход к переработке металлических деталей после аддитивного производства. В перспективе метод позволит возвращать материал в производственный цикл, а также снизит себестоимость изделий для медицины и аэрокосмической промышленности.
В аддитивных технологиях несплавленный металлический порошок после просеивания возвращается в рабочий цикл, что позволяет использовать исходный материал многократно. Однако после 3D-печати также остаются невостребованные отходы, включая поддерживающие конструкции (в определенных случаях на них может приходится до 50 % объема заготовки) и бракованные детали. Все это не возвращается в производственный цикл из-за сложностей в переработке. Чтобы замкнуть производственный цикл, ученые НИТУ МИСИС предложили использовать метод ультразвуковой атомизации.
«Металлические отходы плавятся под воздействием электрической дуги, а жидкий металл стекает на поверхность, которая вибрирует с частотой до 50 тысяч раз в секунду. Из капель расплава, которые мгновенно застывают в защитной атмосфере аргона, получаются мельчайшие частицы сферического порошка», — рассказал ведущий инженер научного проекта, аспирант лаборатории аддитивного производства НИТУ МИСИС Леонид Федоренко.
«Частицы вторичного порошка получились заметно более сферическими: коэффициент сферичности вырос до 0,90, где 1 — идеальная сфера. Чем выше этот показатель у порошкового материала, тем лучше его реологические свойства и плотность упаковки при нанесении слоя порошка в установке селективного лазерного плавления», — добавила ведущий инженер научного проекта, аспирант лаборатории аддитивного производства НИТУ МИСИС Ольга Башмакова.
По словам ученых, сейчас технология отрабатывается на распространенных сплавах, чтобы продемонстрировать эффективность предложенной концепции, но новый подход будет особенно актуален в случае аддитивного производства изделий из драгоценных металлов, например, платины.
Исследования в области аддитивных технологий — одно из ключевых направлений НИТУ МИСИС. В рамках пилотного проекта по совершенствованию системы высшего образования в университете запущена программа «Аддитивные технологии», где студенты с первого курса работают на реальном оборудовании, вовлекаются в исследовательскую работу и участвуют в проектах ведущих госкорпораций.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда.