Японцы создают электрокары с помощью 3D-печати с напылением

В условиях растущей необходимости в экономии материалов и адаптации промышленных процессов 3D-печать становится всё более востребованной, особенно при производстве крупных изделий, включая автомобили. Ключевым фактором успеха здесь является сохранение прочностных характеристик материалов, что оказывается возможным благодаря исследованиям и разработкам, проводимым японскими учеными.

Ведущую роль в этих исследованиях играют специалисты из Университета Тохоку, которые сосредоточились на изучении лазерной 3D-печати методом напыления (L-PBF) для создания деталей из алюминиевых и стальных сплавов. Этот метод позволяет изготавливать лёгкие и прочные автомобильные корпуса, но наряду с этим в процессе лазерного плавления возникают сложности в виде хрупких переходных зон между различными металлами.

Как поясняет доцент Кента Яманака, интерес к мультиматериалам в аддитивном производстве обусловлен высокой гибкостью подхода. Однако на практике существует значительная проблема: при соединении таких металлов, как сталь и алюминий, на их границах образуются хрупкие интерметаллические соединения. Это приводит к тому, что несмотря на снижение веса, механическая прочность таких соединений оказывается под вопросом.

Для минимизации этой проблемы ученые сосредоточили свои усилия на определении оптимальных скоростных параметров лазера. В процессе экспериментов они распечатали стойки крепления амортизаторов автомобилей, варьируя скорость прохода лазера, и детально изучили микроструктуру материала на границах раздела.

Результаты показали, что при увеличении скорости прохода лазера снижается вероятность образования хрупких интерметаллических соединений, таких как Al₅Fe₂ и Al₁₃Fe₄. Было выдвинуто предположение, что высокая скорость спекания вызывает неравновесное затвердевание, которое минимизирует разделение растворенных веществ и образование слабых зон в материале. В конечном итоге, учёным удалось разработать образец с улучшенной прочностью.

Ранее «ЭкоПравда» информировала о том, что ученые МЭИ создали энергосберегающие технологии для угольных ТЭС.