Ученые и студенты Тольяттинского государственного университета разрабатывают инновационную технологию 3D-печати металлических изделий, способную совершить прорыв в авиационной, автомобильной и судостроительной отраслях. В рамках передовой инженерной школы «ГибридТех» созданы уникальные методы дуговой сварки и наплавки, которые уже запатентованы и позволяют значительно снизить затраты на производство сложных деталей.
«Традиционно для дуговой сварки неплавящимся электродом использовалась прямая полярность. Однако исследования ТГУ показали, что обратная полярность эффективнее: она обеспечивает более высокое тепловыделение в изделие на 1 ампер тока. Это ускоряет сварку, хотя и вызывает определенную сложность. При обратной полярности неплавящийся (вольфрамовый) электрод быстро перегревается, расплавляется и может попадать в сварочную ванну, а это считается дефектом. При этом комбинация прямой и обратной полярности позволяет управлять размерами наплавленных слоев», — рассказал старший преподаватель кафедры «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы» института машиностроения ТГУ, наставник проекта Дмитрий Советкин.
Чтобы решить эту проблему, команда разработала электрод с жидкостным охлаждением. Ранее исследователи уже получили патенты на инновационные методы сварки и наплавки, которые комбинируют преимущества прямой и обратной полярности. Для практической реализации этих методов создается специализированный 3D-принтер. Установка сможет производить детали сложной геометрической формы из легких алюминиевых и магниевых сплавов, последовательно улучшая их эксплуатационные характеристики: жаропрочность, жаростойкость, износостойкость.
К 2025 году технология может перейти из стадии экспериментов в реальное производство, снизив затраты на изготовление сложных металлических деталей.
Параллельно участники проекта занимаются разработкой программы, которая с помощью видеокамеры сможет определять размеры наплавленного слоя и взаимодействовать с 3D-принтером.
С 2025 года проект «Передовые инженерные школы» реализуется в рамках национального проекта «Молодежь и дети».