Разработка технологии скоростной лазерной постобработки аддитивно производственных материалов

Один из приоритетных путей развития современного производства заключается в улучшении характеристик и качества продукции при одновременном снижении ее себестоимости. Перспективными технологическими методами современного производства изделий являются аддитивные технологии. На их основе формируются новые конструкционные и функциональные материалы, например, комбинированные композиты и гибриды, обладающие количественно и качественно новыми, в ряде случаев уникальными, физико-химическими, механическими и эксплуатационными свойствами. Однако, профильными отраслевыми специалистами отмечается, что несмотря на известные очевидные преимущества аддитивных технологий, изделия, произведенные из данных материалов, требуют проведения последующей обработки (постобработки). Это связано, в первую очередь, с необходимостью улучшения качественных показателей изделия (уменьшение пористости, структурные изменения поверхностного слоя и пр.), а также с необходимостью корректировки геометрических параметров изделия (удаление наплывов, облоя, соединительных мостиков) или же, изменение конструктивных элементов детали при корректировке ее функционального назначения (добавление отверстий, проточек, пазов и пр.). Однако, в силу уникальности свойств аддитивных материалов их обработка с использованием классических технологий оказывается затруднительна, энергозатратна, а иногда и, в принципе, невозможна, в особенности при реализации технологических приемов микрообработки изделий. Весьма перспективным для данной задачи оказывается применение лазерных технологий размерной обработки конструкционных материалов, обеспечивающих высокие скорости удаления материала при невысоком уровне удельного расходования подводимой энергии. Кроме того, в ряде случаев лазерные технологии оказываются безальтернативными в своем применении при решении уникальных технологических задач. Отсутствие в настоящее время систематизированных научных результатов теоретических и экспериментальных исследований по взаимодействию лазерного излучения с аддитивными металлическими материалами, описывающих физическую картину о протекающих процессах в зоне лазерного воздействия является актуальной научной проблемой. Ее решение необходимо не только для развития фундаментальных научных основ, но и для прикладных аспектов, в частности, для разработки энергоэффективных технологий скоростной лазерной обработки перспективных конструкционных материалов, активно внедряемых в современные производства. Конкретными задачами настоящего проекта являются изучение фундаментальных физических процессов взаимодействия высокоинтенсивного лазерного излучения с новыми конструкционными и функциональными материалами, полученными на основе аддитивных технологий, изучение доминирующих механизмов их разрушения, а также разработка энергоэффективных режимов скоростной лазерной обработки (постобработки). При этом, научная новизна будет заключаться в применении специальных режимов воздействия мощного высокоинтенсивного лазерного излучения на вещество с использованием принципов амплитудно-временной модуляции запасенной энергии воздействующего импульса, учитывающей физику процесса разрушения вещества.