Проведение исследований по направлению "Аддитивные технологии"

Стратегической целью проекта является создание в России лаборатории аддитивных технологий для разработки научных и технологических основ технологий аддитивного производства из различных материалов, а также развитие и адаптация усовершенствованных технологий аддитивного производства, их внедрения и индустриализации с использованием новых перспективных материалов, таких как интерметаллидные, керамо-композитные и наноструктурированные порошковые материалы, в современное отечественное машиностроительное производство, включая проектирование основ технологических регламентов и нормативных документов. Проведены работы, направленные глубокое исследование перспективных материалов для аддитивного производства и новых способов АП для создания научной и технологической базы для внедрения на отечественные предприятия.Наноструктурированные материалы показали крайне перспективные результаты как по возможности применения, так и по свойствам, однако их стоимость (даже отечественного производства) превышает стоимость традиционных материалов в 10-25 раз; исследование жаропрочных интерметаллидов системы TiAl показало, что методами лазерного изготовления получение бездефектного материала невозможно. Перспективно получение материала при непрерывном подогреве рабочей зоны до температур 500-900 °С, что требует специализированных машин АП ALAM. Метод MMCS показал, что чистый алюминид титана напылить невозможно из-за его твёрдости. Перспективно получение материала при непрерывном подогреве рабочей зоны до температур 400-600 °С, что требует специализированных машин АП ALAM. Метод MMCS показал, что чистый алюминид никеля напылить толстым слоем невозможно из-за его высокой твёрдости. Полученные данные свидетельствуют о возможности получения различных структур титана в зависимости от применённых параметров режимов. Интерметаллидные сплавы никель-титан возможно применять в технологиях ALAM и MMCS, качество материала определяется параметрами режимов и защитной атмосферой. Применение никель-титанового сплава в технологии ЭЛП показало, что смена полярности на фокусирующих элементах системы приводит к потере состояния нормально-расстеленного порошкового слоя, по-видимому, вследствие намагничивания частиц порошка; исследование металлокерамических композитов для авиации и медицинских приложений показало, что потенциально перспективными материалами для технологий АП являются металлокерамические материалы, полученные смешиванием металлических и керамических порошков. Продемонстрирована возможность получения таких материалов различными методами. Исследование экспериментального изучения микроструктурных, фазовых, механических и электрофизических свойств получаемых из этих материалов 3D изделий классическими методами измерений механических характеристик показало, что математическое моделирование и численные расчёты микроструктурного, фазового состава, а также тепло- и электрофизических характеристик представляет собой анализ известных данных по специализированным алгоритмам и малоприменим для АП. Исследования математических моделей на прочность показало хорошее совпадение данных по основным критериям в пределах погрешности 15%. Оценка механических, термо- и электрофизических свойств показала, что материалы после лазерной обработки не теряют свойств по сравнению с материалами, полученными MMCS, а в ряде случаев, свойства улучшаются за счёт уменьшения количества дефектов; создание образцов, характеризующих особенности индустриализации технологии аддитивного производства, масштабируемость, контроль качества в процессе производства изделия, непрерывное сопровождение изделия в течение его жизненного цикла проводилось в рамках выполнения заказов сторонних предприятий и показало, что изделия АП – это некоторый класс изделий, которые перспективно (выгодно) изготавливать методами АП. В частности, это могут быть пилотные изделия самых различных конструкций и размеров. Разработка комплексных производственных решений на базе усовершенствованных методов ALAM и MMCS показала, что существуют различные стратегии внедрения АП на предприятия отечественного машиностроения. Различные концепции перспективно применять для различных этапов становления и востребованности АП на рынке. При создании условий массового применения изделий АП, которые должны подкрепиться развитием математического моделирования и проектирования, перспективно создавать центры компетенций и отельные цеха АП, обеспечивающие наращивание базы знаний по АП и выполнение проектов и заданий предприятий по требованию.