Ученые НИТУ МИСИС и Лионского университета предложили новый способ создания металлических форм для порошковой металлургии
Исследователи разработали технологию изготовления оболочек сложной геометрии без использования сварки и дорогостоящей 3D-печати. Это открытие может быть востребовано в аэрокосмической отрасли, энергетике и машиностроении при производстве деталей из металлических порошков методом горячего изостатического прессования.
Директор Института технологий НИТУ МИСИС Андрей Травянов пояснил, что форма является ключевым элементом процесса прессования: она должна быть прочной, герметичной, пластичной при высоких температурах и при этом легко удаляться после обработки. Традиционные металлические оболочки изготавливают с помощью сварки, однако этот метод не подходит для сложных форм. Альтернатива в виде 3D-печати дорога и ограничена размерами оборудования.
В основу нового подхода легла технология холодного напыления: металлический порошок с высокой скоростью наносится на поверхность, образуя плотное покрытие без значительных внутренних напряжений. Сначала создают модель будущей детали, например из алюминия. Затем на неё методом холодного напыления наносят стальной слой, после чего алюминиевую основу удаляют, оставляя металлическую оболочку нужной формы.
Для укрепления временного покрытия учёные провели термическую обработку. В результате свойства материала значительно улучшились: прочность выросла примерно в четыре раза, а способность к деформации — с 1% до 20%. Исследователи собрали полноценную капсулу, заполнили её порошком никелевого сплава и провели горячее изостатическое прессование. Оболочка выдержала весь процесс — трещин не возникло, соединения остались прочными. Результаты работы опубликованы в Journal of Thermal Spray Technology.
Старший научный сотрудник лаборатории гибридных аддитивных технологий НИТУ МИСИС Максим Хомутов отметил, что исследователям удалось продемонстрировать возможность создания оболочек сложной формы без сварки и дорогостоящей печати. В перспективе технология может найти применение не только в порошковой металлургии, но и в аддитивном производстве, например для уплотнения деталей, полученных холодным напылением, что открывает новые возможности для изготовления прочных металлических изделий сложной геометрии.