Для 3D-печати металлом обычно нужен расплав. Но учёные из Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) придумали способ обойтись без него. Алюминий нагревают трением до пластичного состояния и формируют детали слой за слоем, не переходя металл в жидкое состояние.
Вместо лазера или электронного пучка используется специальный вращающийся инструмент. При контакте с алюминием он создаёт трение, разогревая металл до пластичности. Материал переносится на основу и постепенно приобретает нужную форму.
Отказ от плавления важен для качества изделий. При переходе алюминия в жидкое состояние и последующем охлаждении могут появиться поры, трещины и напряжения. Обработка в твёрдом состоянии снижает риск таких дефектов.
Кроме того, в СПбПУ говорят о формировании мелкозернистой кристаллической структуры, превосходящей по прочности литые и кованые аналоги. Однако пока университет не раскрывает количественные показатели прочности и результаты сравнительных испытаний.
Ещё одно преимущество — скорость. По словам разработчиков, изготовление алюминиевых деталей этим способом в 1,5 раза быстрее, чем методом WAAM, который предполагает плавление проволоки и её послойное нанесение.
Новую технологию рассматривают для производства крупных конструкций и ремонта сложных деталей. Её могут использовать в авиационной, космической отраслях, судостроении и машиностроении. Университет уже запатентовал специальный инструмент для послойного нанесения металла. Разработка ведётся в рамках программы «Приоритет-2030».
Принцип аддитивного производства металла трением не нов: аналогичные процессы исследуют в США и Китае. Однако российская разработка уникальна тем, что СПбПУ создал собственную технологию и инструмент.
Следующий шаг — адаптация метода для сварки и ремонта деталей из меди, никеля и других металлов. А о другом необычном применении аддитивного производства в космической отрасли мы рассказывали в материале об ракетном двигателе, созданном с помощью 3D-печати и искусственного интеллекта.
