Российские учёные научились управлять свойствами металлов: что это даст
Специалисты Казанского национального исследовательского технического университета им. А. Н. Туполева (КНИТУ-КАИ) сообщили, что научились управлять свойствами металлов, воздействуя на них ультразвуком в ходе лазерной обработки. Такой подход позволяет учёным контролировать процесс плавления. О перспективах нового открытия рассказали в пресс-службе учебного заведения.
«Добавление звуковых волн частотой 40 кГц увеличивает объем расплавленного металла на треть и делает его структуру более однородной, что особенно важно при производстве деталей для авиационной промышленности», — говорится в официальном сообщении пресс-службы.
Суть заключается в воздействии на металл ультразвуковыми волнами, когда выполняется 3D-печать или плавка (любой тип лазерной обработки). Выглядит это примерно следующим образом: в ходе плавки металл принудительно заставляют вибрировать с очень высокой частотой.
«При традиционной лазерной обработке металл нагревается и плавится очень быстро, что может приводить к неравномерностям в структуре. Добавление ультразвука помогает лучше перемешивать расплавленный металл и равномернее распределять тепло. Это особенно важно при производстве деталей, к качеству которых предъявляются высокие требования», — приводит пресс-служба слова руководителя проекта, помощника главы Татарстана по науке и инновациям, доктора физико-математических наук Альберта Гильмутдинова.
Для понимания того, как звук влияет на структуру и свойства материала, была разработана специальная компьютерная модель. Она учитывает огромное количество параметров, например, как меняется поверхность металла, как он течёт при плавлении и так далее. Именно данная модель позволяет учёным подбирать оптимальные варианты воздействия.
Как сообщают авторы проекта, на практике их открытие и компьютерная модель позволят повысить качество самых разных деталей. Если взять трёхмерную печать, то ультразвуковое воздействие поможет повысить качество деталей и минимизировать количество дефектов.
Открытие особенно важно для авиастроительной отрасли, где надёжность и точность при изготовлении деталей играют одну из ключевых ролей. В ближайшее время за стенами университета им. А. Н. Туполева проведут исследования с самыми разными металлами, чтобы расширить возможности новой российской технологии.