Российские ученые создали метод оптимизации структуры изделий из алюминиевой бронзы, напечатанных на 3D‑принтере. Этот материал активно применяется в системах охлаждения для электроники в автомобильной, авиационной и ракетной промышленности. Их разработка повысит надежность теплообменников.
«Напечатанная на 3D-принтере алюминиевая бронза обладает хорошими тепловыми характеристиками и позволяет точно контролировать геометрию теплообменников. Однако процесс печати может приводить к ухудшению механических свойств. Это критично для электроники в ракетах и других устройствах, испытывающих ударные, термические и вибрационные нагрузки», – рассказала Анастасия Филиппова из «Сколтеха», входящего в группу «ВЭБ.РФ».
Традиционно для изготовления теплообменников и других компонентов систем охлаждения используется медь. Но в чистом виде она плохо совместима с 3D‑печатью и подвержена деформациям под механическими нагрузками, что ограничивает ее применение в авиакосмической отрасли и автомобилестроении.
Поэтому инженеры часто используют алюминиевую бронзу – сплав меди с алюминием и небольшим количеством железа. Этот материал прочнее меди, но хуже проводит тепло. Это стимулирует ученых искать способы улучшения его структуры и оптимизации методов 3D‑печати.
Российские исследователи предположили, что прочность алюминиевой бронзы можно повысить, устранив неоднородности в микроструктуре, возникающие из‑за особенностей 3D‑печати. Они изучили, как меняются структура и механические свойства напечатанной детали при нагреве в электропечи до 300, 400 или 500 градусов Цельсия на протяжении нескольких часов.
Опыты показали, что нагрев до 300 и 400 градусов снижает прочность алюминиевой бронзы, а нагрев до 500 градусов уменьшает химическую неоднородность, формируя стабильную микроструктуру с оптимальным сочетанием прочности и пластичности. Это позволит улучшить характеристики систем охлаждения и других компонентов из алюминиевой бронзы для ракет и самолетов, заключили ученые.
Источник: ТАСС
распечатать статью
