俄罗斯科学家利用废油改进了航空航天复合材料的3D打印技术

在3D打印机上用新型金属粉末打印出的航空部件
图片来源:Sergey Gnuskov/NUST MISIS

南京理工大学MISIS的科学家已经改进了用铝制作的3D打印技术,使产品的硬度提高了1.5倍。他们从加工伴生石油天然气的产品中开发的铝粉纳米碳添加剂将提高3D打印航空复合材料的质量。研究结果发表在国际科学杂志上复合材料的通信

今天,铝3D打印的主要应用领域是为航空和航天工业创造高科技零件。印刷结构中哪怕是最轻微的缺陷都对正在创造的技术的安全性至关重要。根据NUST MISIS的科学家,这种缺陷的主要风险是材料的高孔隙率,在其他原因中,由原始铝粉的质量引起。

为了确保印刷产品的结构均匀和致密,来自MISIS Catalis实验室的科学家们建议在铝粉中添加碳纳米纤维。使用这种改性添加剂可以保证材料的低孔隙率,使其硬度提高1.5倍。

“通过在主基体中引入额外的成分来改变印刷用粉末的化学和相组成,可以改善其性能。特别是,碳纳米纤维具有很高的热导率,这有助于在选择性激光熔化阶段减小产品合成过程中打印层之间的温度梯度。得益于此,材料的微观结构几乎可以完全消除不均匀性,”实验室负责人、NUST MISIS教授Alexander Gromov博士说。

研究组开发的纳米碳添加剂合成技术包括化学沉积法、超声波处理法、红外热处理法等。所使用的碳纳米纤维必须是伴生石油天然气加工的副产物。在其催化分解过程中,碳以纳米纤维的形式聚集在催化剂的分散金属颗粒上。目前,通常伴生气体只是在田间燃烧,这对环境是有害的。

因此,新方法的应用也具有严重的环境意义,——格罗莫夫教授说。这项研究是与来自Boreskov催化SB RAS研究所的专家联合进行的。未来,研究团队计划确定选择性激光熔化新复合粉末的最佳条件,并开发合成产物的后处理和工业使用技术。

媒体接触

柳德米拉Dozhdikova
国立科技大学

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