Физики Томского политехнического университета работают над созданием водородостойких изделий из титановых сплавов методом аддитивных технологий. Использование таких технологий в производстве металлических изделий обеспечивают меньший расход материала и возможность получения изделий сложной геометрической формы. 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.

 

 

Работы по проекту ведутся на кафедре общей физики ТПУ под руководством доцента Наталья Пушилиной.

Изделия из титана сегодня широко применяются в авиастроении благодаря его прочности: в конструкции современного гражданского самолета — 15–20 % титановых деталей. Однако сейчас для производства этих деталей используется традиционное литейное производство. В рамках гранта РНФ физики ТПУ намерены показать возможности, а главное — преимущества производства титановых деталей с использованием передовых аддитивных технологий.

«В России это достаточно новая технология. Для ее внедрения нужно создать специальные установки по 3D-печати, а также установки для изготовления порошков для печати. Таким образом, есть большой простор для исследований, — поясняет научный руководитель проекта Наталья Пушилина. — В то же время уже сейчас эти технологии становятся востребованными. Это можно оценить по числу научных публикаций, посвященных аддитивным технологиям в области обработки металлов. За последние несколько лет их количество в ведущих базах данных журналов выросло в разы. Интерес со стороны мирового сообщества есть, и очень большой».

Печатать детали для авиастроения политехники планируют из порошков 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.

«Для исследования мы выбрали именно эти два материала, поскольку они уже применяются в авиастроении благодаря своим свойствам. Например, титановый сплав ВТ6 применяется для изготовления деталей турбин. Особенности эксплуатации этих деталей — высокие температуры, воздействие агрессивных сред, а также опасность насыщения атмосферным водородом», — говорит Наталья Пушилина.

По словам ученых, главное преимущество 3D-печати титановыми сплавами перед литейным производством 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», — поясняет инженер кафедры общей физики Виктор Кудияров.

Сейчас перед учеными ТПУ стоит задача — выявить закономерности между различными параметрами печати и характеристиками полученных изделий. Всего политехники выделили более 10 параметров, меняя которые, можно получать изделия с различными заданными свойствами. Важная часть технологии, которую предстоит создать политехникам, заключается в создании градиентной структуры поверхностного слоя изделия.  

«С помощью нашей технологии можно изготовить как однородную по всей толщине деталь, так и деталь с модифицированным поверхностным слоем. Модификация верхнего слоя позволит улучшить свойства изделия. Например, сделать его более износостойким, более устойчивым к воздействию водорода», — рассказывает Виктор Кудияров.

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».

Источники

В ТПУ разрабатывают технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Fresh-News.org, 05/10/2017
В ТПУ разрабатывают технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Томский политехнический университет (tpu.ru), 05/10/2017
Томские политехники работают над технологией 3D-печати титановых авиационных деталей
3dtoday.ru, 05/10/2017
В ТПУ разрабатывают технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Vestisibiri.ru, 05/10/2017
Томские ученые разрабатывают технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Редкие земли (rareearth.ru), 05/10/2017
Томские ученые разрабатывают технологию 3D-печати из титана
Vestisibiri.ru, 06/10/2017
В Томском политехе разрабатывают технологию печати авиадеталей из сплавов титана
ИноТомск (inotomsk.ru), 06/10/2017
Томские ученые разрабатывают технологию 3D-печати из титана
Томский обзор (obzor.westsib.ru), 06/10/2017
Томские ученые разрабатывают технологию 3D-печати из титана
Gorodskoyportal.ru/tomsk, 06/10/2017
Томская область: В ТПУ разрабатывают технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Молодежное информационное агентство (miamir.ru), 06/10/2017
Титановые части самолета напечатают на 3D-принтере
5gfuture.ru, 06/10/2017
ТПУ разрабатывает технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Vestisibiri.ru, 07/10/2017
ТПУ разрабатывает технологию печати авиадеталей из сплавов титана
ИА МАНГАЗЕЯ (mngz.ru), 07/10/2017
ТПУ разрабатывает технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Томск.ру (tomsk.ru), 07/10/2017
Главная: ТПУ разрабатывает технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Gorodskoyportal.ru/tomsk, 07/10/2017
Ученые ТПУ разрабатывает технологию печати авиадеталей из сплавов титана методом аддитивных технологий
Московский Комсомолец # Томск (tomsk.mk.ru), 08/10/2017
Физики ТПУ работают над созданием изделий из титановых сплавов методом аддитивных технологий
Научная Россия (scientificrussia.ru), 11/10/2017
Физики ТПУ работают над созданием изделий из титановых сплавов методом аддитивных технологий
Русский переплет (pereplet.ru), 11/10/2017
В ТПУ разрабатывают технологию печати авиадеталей из сплавов титана
Nanonewsnet.ru, 11/10/2017
В ТПУ разрабатывают технологию печати авиадеталей из сплавов титана
ИА ИНВУР (invur.ru), 13/10/2017
Томские ученые разрабатывают технологию 3D-печати авиадеталей из сплавов титана
РИА Сибирь (ria-sibir.ru), 16/10/2017

Похожие новости

  • 13/01/2016

    В Томском политехническом университете создают "батарейки" для жилых домов

    ​Ученые ТПУ разработали топливные ячейки, снижающие затраты на выработку электрической и тепловой энергии. Они имеют повышенный коэффициент полезного действия и почти не загрязняют атмосферу. "Батарейки", созданные политехниками и работающие на природном газе, можно будет использовать для энергоснабжения отдельных зданий, в том числе в отдаленных районах.
    842
  • 19/01/2016

    Топливные ячейки томских ученых помогут сэкономить на выработке энергии

    ​Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) создают топливные ячейки, снижающие затраты на выработку электрической и тепловой энергии. Они имеют повышенный коэффициент полезного действия и почти не загрязняют атмосферу.
    637
  • 13/04/2016

    Томские ученые разработают новые способы защиты спутников

    Сотрудники НИИ ПММ совместно с учеными ФТФ ​Томского госуниверситета (ТГУ) приступили к изучению взаимодействия космических аппаратов с высокоскоростными ударниками - мелкими метеорами и осколками космического мусора.
    582
  • 25/08/2017

    Молодые физики ТГУ получили новый грант РНФ за создание светодиодов на органике

    Коллектив молодых ученых физического факультета под руководством доцента Рашида Валиева получил поддержку Российского научного фонда на реализацию проекта «Новые электролюминесцентные материалы для создания высокоэффективных органических светодиодов (OLEDs)».
    154
  • 19/08/2016

    В МИСиС разработали супермагнит для реализации проектов в Арктике и в космосе

    ​Ученые Национального технологического исследовательского университета МИСиС разработал супермагнит, который сохраняет свои свойства при экстремальных условиях и может использоваться, как в Арктике, так и в космосе.
    587
  • 12/10/2016

    Томские ученые испытывают новые стекла для космических спутников

    ​Сотрудники НИИ ПММ ТГУ проводят испытания покрытий, созданных для защиты иллюминаторов, линз и зеркал космических аппаратов от эрозии. При помощи легкогазовой баллистической установки экспериментальные образцы обстреливают микрочастицами порошка железа со скоростью 5-8 километров в секунду.
    838
  • 30/03/2017

    ТУСУР завершает работу по созданию интеллектуальных покрытий для космических аппаратов

    В лаборатории радиационного и комического материаловедения ТУСУРа завершаются работы по созданию интеллектуальных отражающих покрытий на основе соединений титаната бария, нанесённых детонационным методом.
    319
  • 12/07/2017

    Робота-врача для военных создадут томские медики и инженеры​

    Ученые из НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра и Томского политехнического университета (ТПУ) планируют создать мобильного робота, который сможет оказывать первую медицинскую помощь пострадавшим в местах военных действий и ЧС.
    232
  • 11/10/2016

    Алмазы, выращиваемые в ТПУ, могут быть использованы для Большого адронного коллайдера

    ​Ученые лондонского университета Роял Холлоуэй (Royal Holloway, University of London, RHUL) предложили разработать новые датчики для Большого адронного коллайдера на основе тонких алмазных пленок, выращиваемых в Томском политехническом университете.
    750
  • 21/02/2017

    Разработки ТПУ для имплантологии выходят на стадию клинических испытаний

    ​Биодеградируемые имплантаты Томского политехнического университета выходят на стадию клинических испытаний. Как сообщают ученые ТПУ, на стадии доклинических исследований эффективность томских изделий уже доказана, и сегодня некоторые биоразлагаемые имплантаты Томского политеха сегодня частично используются в медицинской практике в одном из ведущих ортопедических центров России - Центре Илизарова.
    646