Физики Томского политехнического университета работают над созданием водородостойких изделий из титановых сплавов методом аддитивных технологий. Проект политехников «Разработка научных основ создания водородостойких изделий из титановых сплавов Ti-6Al-4V, Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si с градиентной структурой приповерхностного слоя, изготовленных методом аддитивных технологий» недавно получил поддержку Российского научного фонда сроком на три года, сообщает пресс-служба университета.

Как правило, для производства авиационных деталей из титана деталей используется традиционное литейное производство. Ученые ТПУ в своем исследовании поставили целью показать возможности и преимущества производства титановых деталей с использованием аддитивных технологий, главным из которых перед литейным производством является в том, что аддитивные технологии позволят изготавливать детали любой, даже самой сложной конфигурации, затрачивая на это значительно меньше материала. 

«Титановые сплавы очень тяжело поддаются обработке, и стандартными методами из них трудно изготовить детали сложной геометрической формы. 3D-технологии позволят напечатать любую деталь. Здесь речь идет не о массовом производстве, для этого есть заводы, на которых детали штампуются ежедневно. Наша задача — создать технологию для штучного изготовления сложных деталей из титана. Сейчас они производятся преимущественно из металлов, легко поддающихся обработке, например из стали. Замена стальных деталей на титановые позволит значительно повысить экономический эффект за счет долговечности, меньшего веса и других преимуществ материала», — цитируются в сообщении слова инженера кафедры общей физики Виктора Кудиярова.

Для разработки технологии изготовления авиастроительных деталей ученые выбрали порошки титановых сплавов ВТ6 и ВТ9. Первый из них — достаточно распространенный материал, производство которого в России уже налажено. Второй порошок ученым ТПУ предстоит получить самостоятельно из кристаллического титана. Другая задача — выявить закономерности между различными параметрами печати и характеристиками полученных изделий. Всего ученые выделили более 10 параметров, меняя которые, можно получать изделия с различными заданными свойствами.

Важная часть технологии, которую предстоит создать ученым, заключается в создании градиентной структуры поверхностного слоя изделия. Предполагается. что с помощью новой технологии можно будет изготовить как однородную по всей толщине деталь, так и деталь с модифицированным поверхностным слоем, который позволит улучшить свойства изделия: например, сделать его более износостойким, более устойчивым к воздействию водорода.

Сейчас подобная модификация изделий требует включения в производство отдельного технологического процесса. Сначала изготавливается однородная деталь, после чего на нее наносится дополнительное покрытие. Технология ученых ТПУ позволит объединить эти два процесса: детали будут печататься сразу с модифицированным слоем.

Вся работа в рамках гранта будет проводиться на базе Томского политеха: коллектив кафедры общей физики займется исследованием различных технологических режимов и свойств получаемых образцов, а 3D-печать будет производиться в Научно-образовательном центре «Современные производственные технологии».