Можливість використання несферичних титанових порошків для адитивних технологій
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990272024303158Ключові слова:
адитивні технології; титан; порошок; частинка; форма; фракція; поверхня; шар; компактування; сплавлення; структура; властивостіАнотація
Адитивні технології є перспективним напрямком у розвитку таких галузей промисловості як високоточне машинобудування та авіадвигунобудування. Водночас висока собівартість процесу 3D-друку та відсутність альтернативної (сферичному порошку) сировини перешкоджає широкому розповсюдженню зазначених технологій. У даній роботі показано принципову можливість використання більш дешевих порошкових матеріалів на основі титану, що за хімічним складом відповідає марці сплаву ВТ1-0, з несферичною формою частинок, що отримують за технологією гідрування-дегідрування і призначених для виготовлення об'ємних виробів різними методами адитивних технологій. Методом профілювання насипаних і закріплених із підкладкою порошкових шарів мінімальної товщини із застосуванням різних фракцій показано, що оптимальна зовнішня поверхня отримується за умови використання порошкового матеріалу, в якому частинки мають форму багатогранників, умовно прийнятих за об'єкти, які за формою наближаються до частинок, у вигляді гексаедрів та їхніх різновидів. Використання таких порошків має забезпечити більш щільну та однорідну структуру у порівнянні з порошками сферичної форми. Розглянуто можливість застосування різних джерел енергії та способів для пошарового нарощування матеріалу при формуванні виробів – автоматичне електронно-променеве наплавлення та ручне аргонодугове наплавлення. Визначено оптимальні режими процесів покрокового сплавлення тонких шарів порошкових матеріалів. Описано перевагу запропонованих порошків порівняно із порошками сферичної форми, що переважно застосовуються на сьогоднішній день. Проведено металографічні дослідження зразків, отриманих з несферичних порошків, що показало високий рівень адгезії шарів без видимих несуцільностей
Посилання
Джуган А. А. Получение качественных порошковых материалов с несферической формой частиц из деформированных заготовок / А.А. Джуган, В.Е. Ольшанецкий, А.В. Овчинников // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2018. – №2. – С. 114 – 116.
Джуган А.А. Аддитивные технологии и возможности их применения в современных условиях / А.А. Джуган, А.В. Овчинников, В.Е. Ольшанецкий // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2014. – №2. – С. 96 – 101.
Балака Е.В. Основные факторы влияния на процесс формообразования деталей с помощью технологий послойного выращивания (rapid prototyping) / Е.В. Балака // Високі технології в машинобудуванні. – 2011. – №1. – С. 29 – 36.
Волхноский А.Е. Методы изготовления прототипов и деталей агрегатов различных изделий промышленности с помощью аддитивных технологий / А.Е. Волхонский, К.В. Дудков // Образовательные технологии. – 2014. – №1. – С. 127 – 143.
Bin Xiao Partial melting and resolidification of metal powder in selective laser sintering / Bin Xiao and Yuwen Zhang // Jjournal of thermophysics and heat transfer. – 2006. – Vol. 20, No. 3. – р. 439 – 448.
Овчинников А.В. Моделирование процесса 3-d печати с использованием несферических гидрированых-дегидрированых порошков титана / А.В. Овчинников, А.А. Джуган, А.В. Шевченко, [и др.] // Стародубовские чтения. Сборник трудов. – 2015. С. 222 – 228.
Овчинников А.В. Применение несферических гидрированых и дегидрированых порошков титана для получения изделий в аддитивных технологиях / А.В. Овчинников, В.Е. Ольшанецкий, А.А. Джуган // Вестник двигателестроения. – 2015. – №1. – С. 114 – 117.
Wei-Chin Huang Microstructure-controllable laser additive manufacturing process for metal products / Wei-Chin Huang, Chuan-Sheng Chuang, Ching-Chih Lin // Physics Procedia 8th International Conference on Laser Assisted Net Shape Engineering LANE 2014, Vol. 56, 2014, pp 58–63.
Cokmak G. The processing of Mg-Ti for hydrogen storage; mechanical milling and plasma synthesis / G. Cokmak, Z. Karoly, I. Mohai, T. Ozturk, J. Szepvolgui // International journal of hydrogen energy. – 2010. – №35. – р. 118 – 125.
D.D. Gu Laser Additive manufacturing of metallic components: materials, processes and mechanisms [Electronic resource]: / D.D. Gu, W. Meiners, K. Wissenbach, R. Poprawe / International Materials Reviews 57, 2012, No.3, pp.133–164 ISSN: 0950-6608, Access mode: http://www.maneyonline.com/doi/full/10.1179/1743280411Y.0000000014.
Івасишин О.М. Поверхневі явища при нагріванні порошку гідриду титану / О.М. Івасишин, О.Б. Бондарчук, М.М. Гуменяк, Д.Г. Саввакін // Фізика і хімія твердого тіла. — 2011. — Т. 12, №4. — С. 900 — 907.
Уплотняемость порошковых материалов c различной формой частиц / В.Е. Ольшанецкий, А.В. Овчинников, А.А. Джуган [и др.] // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2015. – №1. – С. 130 – 133.
Джуган О.А. Применение титановых порошков с несферической формой частиц при изготовлении изделий методами 3d печати / О.А. Джуган, В.Ю. Ольшанецький // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2019. – №1. – С. 52 – 55.
Джуган О.А. Получение качественных порошковых материалов с несферической формой частиц из деформированных заготовок / О.А. Джуган, В.Ю. Ольшанецький, О.В. Овчинников // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2018. – №2. – С.114 – 116.
Джуган О.А. Использование титановых порошков в методах 3d печати изделий / О.А. Джуган, В.Ю. Ольшанецький, О.В. Овчинников, Л.П. Степанова, О.А. Михайлютенко // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2016. – №2. – С. 77 – 81.
Дурягіна З.А. Гранулометричні характеристики порошку титанового сплаву ВТ6, отриманого методом відцентрового плазмового розпилення електроду / З.А. Дурягіна, А.М. Тростянчин, І.А. Лемішка, О.А. Джуган // Нові матеріали і технології в металургії та машинобудуванні. – 2016. – №2. – С. 26 – 28.
