Команда ученых Института механики сплошных сред УрО РАН (филиал ПФИЦ УрО РАН) и Пермского национального исследовательского политехнического университета получила грант Российского научного фонда на разработку технологии аддитивного производства проволочно-дуговой наплавкой с послойной проковкой.

Дисперсно-упрочняемые алюминиевые сплавы используются в производстве легких и прочных конструкций для наземного, водного и воздушного транспорта. Однако экономичные технологии литья и аддитивного производства изделий из этих сплавов понижают их деформационно-прочностные характеристики, и поэтому в чистом виде не используются для ответственных деталей.

Для улучшения эксплуатационных характеристик изделий специалисты прибегают к различным методам обработки сплавов. Один из них - проволочно-дуговая наплавка.

Прочность и пластичность металлических сплавов, произведенных способом проволочно-дуговой наплавки, во многом ограничено дендритной структурой заготовки. Образование подобной микроструктуры удается подавить, используя гибридные технологии аддитивного производства, чередующие наплавку с поверхностными пластическими деформациями.

Для этого на кафедре сварочного производства ПНИПУ была специально создана автоматическая установка гибридного аддитивного производства. Механическое воздействие там осуществляет пневматический ударный инструмент. В ходе последующей термической обработки наклепанный металл трансформируется в мелкозернистую структуру.

Математическая модель гибридного аддитивного производства заготовки из алюминиево-магниевого сплава показала, что значимый эффект можно получить только при двойной либо тройной проковке каждого наплавленного слоя. Это было подтверждено экспериментально. После такой обработки пористость материала уменьшается на порядок.

Синтезированный подобным образом материал по своим деформационно-прочностным характеристикам достигает своих наибольших значений, характерных для листового проката.

Исследования позволяют понять нетривиальные процессы при гибридном аддитивном производстве и в перспективе существенно улучшить разрабатываемый технологический процесс.