La fabbricazione di prodotti in titanio e sue leghe con metodi tradizionali rimane un compito tecnologico complesso che richiede molto tempo e denaro. Gli scienziati della South Ural State University hanno sviluppato una nuova tecnologia universale per la produzione di parti in lega di titanio utilizzando tecnologie additive. La nuova tecnologia consentirà notevoli risparmi in ulteriori lavorazioni. Un articolo sullo studio è stato pubblicato su Materiali .

Il titanio è ampiamente utilizzato nell'ingegneria meccanica e nell'aviazione grazie alla sua forza. Però, In misura maggiore, per la fabbricazione di queste parti viene utilizzata la tradizionale produzione di fonderia. L'uso delle tecnologie additive sembra rappresentare una direzione molto promettente poiché può produrre prodotti di forme geometriche complesse dal titanio e dalle sue leghe con relativamente poche lavorazioni successive.

"La produzione di pezzi per fusione è un processo tecnologico molto complesso. Deve essere prodotto in atmosfera controllata (sotto vuoto o in un ambiente di gas protettivo) per evitare l'interazione del fuso di titanio con l'ossigeno e l'azoto nell'aria. E inoltre la lavorazione di tali parti richiede determinate condizioni e attrezzature; pertanto, è notevole per il suo costo elevato. L'uso delle tecnologie additive sembra essere una direzione molto promettente, poiché può consentire la creazione di prodotti di forme geometriche complesse dal titanio e dalle sue leghe con piccole lavorazioni. Ciò ridurrà significativamente il prezzo del prodotto finito, " spiega la professoressa SUSU Marina Samodurova, dottore in scienze tecniche.

L'obiettivo del lavoro degli scienziati della South Ural State University insieme agli specialisti di Composite JSC era sviluppare una tecnologia per la produzione di parti da leghe di titanio utilizzando una combinazione di due tecnologie di produzione additiva:fusione laser selettiva (SLM) e deposizione diretta di metalli (DMD). ) processi. Il lavoro di SUSU è stato quello di sviluppare una tecnologia per la produzione di elementi strutturali da leghe di titanio in polvere implementando il metodo DMD su grezzi realizzati con processi SLS.

Nell'ambito del lavoro del Laboratorio Internazionale di Meccanica, Processi laser e tecnologie di produzione digitale, SUSU ha condotto uno studio sulla struttura e sulla microdurezza delle parti prodotte in leghe di titanio utilizzando apparecchiature di laboratorio ad alta precisione.

"L'analisi della composizione chimica di varie parti realizzate mediante affioramento laser, l'analisi dell'uniformità della composizione chimica nell'altezza del prodotto, così come la composizione dei singoli componenti strutturali è stata effettuata. Tutti i campioni esaminati hanno una microstruttura caratteristica dello stato indurito delle leghe di titanio a due fasi, il che significa che hanno la forza e la durezza necessarie che sono richieste da tali prodotti, " dice Marina Samodurova.

Durante l'esperimento, è stata presa una decisione tecnologica sulla protezione termica esterna della camera di processo. Questo piccolo aggiornamento del sistema di superficie laser FL-Clad-R-4 standard ha impedito la rottura delle parti ottenute dopo il raffreddamento. Gli scienziati hanno ottenuto prodotti con buone prestazioni in termini di caratteristiche di resistenza. I risultati dell'esperimento hanno mostrato che le parti in titanio e le leghe di titanio ottenute utilizzando tecnologie additive possono essere utilizzate con successo nell'ingegneria meccanica e nell'aviazione, in quanto hanno un'eccellente affidabilità e un ampio margine di sicurezza.