Компания Texas A&M разрабатывает метод бездефектной 3D-печати мартенситных сталей

Команда исследователей из техасского университета A&M и научно-исследовательской лаборатории ВВС (AFRL) разработала методику 3D-печати бездефектных деталей из мартенситной стали. Такие стали находят применение, в частности, в аэрокосмической, автомобильной и оборонной промышленности.

В отличие от многих видов стальных сплавов, которые изготавливаются из комбинации железа и других элементов, мартенситные стали создаются путем нагревания сталей до чрезвычайно высокой температуры с последующим их быстрым охлаждением. Подобный метод охлаждения приводит к тому, что атомы углерода оказываются в ловушке внутри кристаллов железа, что приводит к увеличению прочности.

Однако до сих пор использование лазерного процесса 3D-печати с порошкообразными твердыми сталями сопровождалось риском возникновения дефектов, в том числе образованием пор внутри материала, которые могут резко снизить прочность напечатанной детали.

В своей работе команда Texas A&M использовала существующую математическую модель, используемую в сварке, чтобы предсказать картину плавления одного слоя мартенситного порошка стали с использованием различных параметров скорости процесса и мощности лазера. Затем команда проанализировала количество дефектов, а также их природу в этих моделях, и адаптировала настройки для улучшения результатов с возможностью их прогнозирования. Это в конечном итоге привело к созданию программной платформы, которая может правильно предсказать, приведет ли новый непроверенный набор лазерных настроек к дефектам при печати сталью.

Сообщается, что эта инновационная методика прогнозирования сократит время обработки на оценку и поиск подходящих параметров печати для мартенситных сталей. Кроме того, она может применяться и к другим металлам после проведения соответствующих наблюдений.