Разработка физических основ технологии прямого лазерного выращивания металлических и металло-керамических изделий на основе анализа межфазного тепломассопереноса методами оптической диагностики и численного моделирования

Лазерные технологии изготовления трехмерных изделий из порошковых материалов в настоящее время получили бурное развитие в связи с тем, что стали широко доступны мощные (порядка 3-8 кВт) лазерные источники и цифровые системы проектирования и машинной обработки. Именно изделия из металлов и керамики представляют в настоящее время наибольший интерес для таких высокотехнологичных направлений, как авиа- и космическая промышленность, судостроение, автомобилестроение и т.д. Эти технологии, фигурирующие в литературе под общим названием - аддитивные лазерные порошковые (АЛП) технологии или 3D-печать, позволяют получать не только изделия сложной формы, но и с заданным химическим составом, а также градиентные и композитные покрытия. Внимание предполагается уделить исследованию поверхностного упрочнения с применением оригинального лазерно-плазменного метода нанесения покрытий. Результаты выполнения проекта будут иметь важное значение для развития лазерно-плазменных технологий получения объемных изделий. Режим пульсирующей плазмы не применяли ранее в технологии лазерной наплавки. Этот режим представляет интерес для управления процессом наплавки, поскольку вводит еще два параметра, время действия и скважность импульсно-периодического лазерного излучения. Актуальность и значимость результатов выполнения проекта определяется, перспективностью лазерных технологий выращивания объемных изделий, отсутствием последовательной физической теории лазерно-порошковой наплавки, которая рассматривала бы множество сложных взаимосвязанных процессов. Выполнение данного проекта будет способствовать расширению технологических возможностей и повышению конкурентоспособности отечественной лазерной техники в области разработки и применения лазерных и высокоэффективных лазерно-плазменных аддитивных технологий, а также созданию в России отечественного оборудования на основе твердотельных (волоконных) и газовых (СО2) лазеров мощностью до 5 кВт, не уступающих лучшим мировым стандартам.