Разработанная в Самарском университете технология позволит повысить надежность деталей для авиационной и космической техники, созданных посредством металлической порошковой 3D-печати. Она обеспечивает точную настройку параметров формирования сложных металлических конструкций.
О результатах исследования сообщается в журнале Metals. Несмотря на значительные успехи в области послойного аддитивного производства с использованием 3D-принтеров, их внедрение в аэрокосмической промышленности остается ограниченным, отметили в Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.
Основной сложностью является нестабильность процесса спекания металлических порошков, применяемых для изготовления деталей и компонентов спутников. Это связано как с разнообразием размеров и химического состава частиц, так и с неоднородностью термических режимов в пространстве и времени в процессе «выращивания» изделий, объяснил ведущий научный сотрудник исследовательской лаборатории «Искусственный интеллект в производственных системах» Александр Хаймович.
По его словам, именно из-за этого в получаемых деталях появляются микропоры, неплавления и микротрещины, значительно снижающие эксплуатационные характеристики и срок службы изделий. Ученые Самарского университета предложили способ создания металлических конструкций с более однородными свойствами и составом при 3D-печати.
Первоначально характеристики изделия упорядочиваются по степени важности в соответствии с требованиями заказчика, после чего проводится оптимизация параметров на небольших образцах с минимальным числом экспериментов для достижения приемлемого результата. «Этот метод называется робастным подходом — это принцип проектирования и настройки процессов.
Он позволяет получать стабильные результаты, несмотря на неопределенность, изменения в условиях или недостаточные исходные данные. Разработанная технология успешно прошла испытания на примере 3D-печати металлических изделий», — добавил Хаймович.
Требования заказчиков к таким изделиям могут значительно различаться и порой конфликтовать: некоторые детали требуют высокой точности геометрии и безупречной поверхности, другие — улучшенных механических параметров. Формы деталей зачастую обладают большой сложностью и включают скрытые внутренние полости, что значительно усложняет или делает невозможным их изготовление другими методами, отметил ученый.
«При этом многие технологические параметры, влияющие на качество, имеют противоположное влияние. Например, увеличение мощности…»