來自俄羅斯的NUST MISIS高復雜度工業原型中心的科學家團隊通過激光熔化獲得了帶有陶瓷填料的3D鋁復合材料細部樣品。

一種用于航空航天的3D復合材料，可將零件重量減輕20％。

在不久的將來，獲得的復合材料將用于為俄羅斯航空工業生產航天器部件。該研究是在俄羅斯科學基金會的資助下進行的；結果發表在材料中。

國立科學技術大學MISIS的科學家在亞歷山大·格羅莫夫教授的帶領下，開發了一種用陶瓷填料（氧化鋁和氮化物）對鋁基（鋁基）復合材料進行3D打印的方法。該研究是在俄羅斯科學基金會的項目框架內進行的。使用添加劑技術可使所得粉末材料的強度提高20％。

亞歷山大·格羅莫夫（Alexander Gromov）評論：

“對于鋁細節的3D打印，所謂的silumins（鋁與硅的合金，特別是Al-Si-10Mg化合物）主要用作原材料。但是，航空航天業的需求正在增長，科學家們現在正在積極尋找鋁基復合材料（包括摻雜的）的新成分，以獲得與合金相比具有改進的性能（強度，硬度，抗龜裂性）和低成本的細節。含有稀土元素”。

添加劑技術全球市場的年增長率超過100％。與傳統工業技術（如鑄造，粉末冶金等）相比，金屬添加劑技術的優勢可以解釋這一點。這包括創建復雜的3D細節，通過優化設計來減輕細節重量，提高材料強度的能力。細節，以及用于快速，情境地生產復雜形狀的小規模細節的技術。最受歡迎的方向之一是用于航空航天的3D鋁打印方法的開發。

在這種情況下，材料科學家的主要任務是在保持強度特性的同時減少細節重量。如今，主要用于飛機的金屬是鈦。它是一種耐用，耐腐蝕和耐負荷的材料，其唯一的顯著缺點是密度高，為5.4 g / mm。輕質且易延展的鋁同時具有2.7 g / mm的密度，即輕兩倍。但是，它的強度遠不及鈦。科學家們正在積極尋找強化鋁的方法。

Gromov教授補充說：

“由于在3D打印過程中直接硬化了陶瓷添加劑，我們設法提高了鋁粉的強度。以前，人們認為不可能在打印機如SLM上獲得這種復合材料。但是，該小組能夠在傳統打印機SLM-280 HL上創建新粉末材料的實驗樣品，即使用選擇性激光熔化”

所提出的方法可以提高設計的靈活性，減少功能性原型的生產時間，并將最終細節的重量減少10％至20％。

正如UC Rusal新項目副總監Andrey Arnautov所指出的：

“ NUST MISIS科學家已經接近實現鋁生產商的長期夢想：用鋁復合材料完全替代鈦。許多研究人員致力于通過傳統的冶金方法生產輕質耐用的鋁復合材料的問題，但亞歷山大·格羅莫夫教授（Alexander Gromov）教授帶領的團隊已經走得更遠，并且正在致力于從創新粉末中開發3D細節。

目前，研究團隊正在完成對所得物料批次的一系列實驗室測試。在不久的將來，研究人員將切換到該項目的下一步，即從這種鋁陶瓷粉末中獲得第一批細節樣品。