Prototipo de detalle impreso en 3D. Crédito:Sergey Gnuskov / NUST MISIS
Los científicos de NUST MISIS han propuesto una tecnología que puede duplicar la resistencia de los compuestos obtenidos mediante impresión 3D a partir de polvo de aluminio, y avanzar las características de estos productos a la calidad de las aleaciones de titanio:la resistencia del titanio es aproximadamente seis veces mayor que la del aluminio, pero la densidad del titanio es 1,7 veces mayor.
Los modificadores desarrollados para la impresión 3D se pueden utilizar en productos para la industria aeroespacial.
Los precursores modificadores desarrollados, a base de nitruros y óxidos de aluminio y obtenidos por combustión, se han convertido en la base del nuevo compuesto. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista científica altamente calificada Materiales y tecnologías sostenibles .
Hace dos décadas El moldeado se consideraba la única forma rentable de fabricar productos a granel. Hoy dia, Las impresoras 3-D para metal son un digno competidor de los métodos metalúrgicos. Las impresoras 3-D tienen la oportunidad de reemplazar los métodos tradicionales de producción metalúrgica en el futuro. El uso de tecnologías aditivas con impresión 3D crea una amplia gama de ventajas, desde la creación de formas y diseños más difíciles hasta el costo más barato y la ventaja teórica de la tecnología.
Hoy dia, hay varias tecnologías que se utilizan para imprimir metal, los principales son la fusión selectiva por láser (SLM) y la sinterización selectiva por láser (SLS). Ambos implican la aplicación gradual de capas de tinta en polvo de metal, " capa por capa, para construir una figura de volumen dada. SLS o SLM son tecnologías de fabricación aditiva basadas en la sinterización capa por capa de materiales en polvo utilizando un potente rayo láser (hasta 500 vatios).
El titanio es el metal óptimo para la fabricación de productos para la industria aeroespacial, sin embargo, no se puede utilizar en la impresión 3D debido a los peligros de incendio y explosión de los polvos. El aluminio es una alternativa, ya que es ligero (densidad 2700 kg / m 3 ) y moldeable, que tiene un módulo de elasticidad de ~ 70 MPa. Este es uno de los principales requisitos de la industria para que un metal sea adecuado para la impresión 3D; sin embargo, el aluminio por sí solo no es lo suficientemente fuerte o sólido:la resistencia a la tracción incluso para la aleación de duraluminio es de 500 MPa, y su dureza Brinell HB se sitúa en 20 kgf / mm 2 .
La solución sobre cómo fortalecer la impresión 3D de aluminio fue propuesta por el equipo de investigación dirigido por el profesor Alexander Gromov del Departamento de NUST MISIS para metales no ferrosos y oro.
"Hemos desarrollado una tecnología para fortalecer los compuestos de matriz de aluminio obtenidos por impresión 3-D, y hemos obtenido modificadores-precursores innovadores quemando polvos de aluminio. Los productos de combustión —nitruros y óxidos de aluminio— se preparan específicamente para sinterizar superficies ramificadas con nanocapas de transición formadas entre las partículas. Son las propiedades especiales y la estructura de la superficie las que permiten que las partículas se adhieran firmemente a la matriz de aluminio y, como resultado, [duplica] la resistencia de los compuestos obtenidos, "dijo Alexander Gromov, jefe del grupo de investigación.
En la actualidad, el equipo de desarrolladores está probando los prototipos con la ayuda de nueva tecnología.
