La NUST MISIS a développé un procédé rentable de production de poudres métalliques qui simplifie l'impression 3D des pièces d'avion

USA - Français

• USA - English
• USA - Deutsch

MOSCOU, 24 janvier 2020 /PRNewswire/ -- Un groupe de scientifiques de la NUST MISIS a développé un procédé hautement efficace et économique de production de matières premières pour la fabrication additive : des poudres sphériques en alliages de titane et d'aluminium. Ce procédé réduira le coût des matériaux, qui sera ainsi plus abordable pour le fabricant, et augmentera les capacités de créer des produits compacts aux formes complexes pour l'industrie aérospatiale. Les résultats de l'étude ont été publiés dans la revue Metallurgical and Materials Transactions B (2019).

L'utilisation de l'impression 3D dans l'industrie aérospatiale est une tendance bien établie. Les composés intermétalliques en titane-aluminium et titane-nickel sont de plus en plus utilisés pour la fabrication de composants destinés aux aéronefs et aux engins spatiaux. Les produits 3D fabriqués à partir de ces matériaux ont une faible densité, des propriétés de résistance élevées, une résistance élevée à la chaleur et peuvent prendre des formes géométriques complexes. Les poudres composites obtenues selon un procédé relativement simple et bon marché sont un élément clé de la rentabilité de la production 3D de métal.

« Des poudres-précurseurs de haute qualité sont nécessaires pour la production en série en 3D de pièces de fusées et d'avions, tout comme une méthode de production simple, hautement efficace et peu coûteuse. L'introduction en bonne et due forme d'installations d'additifs métalliques au sein de l'industrie nationale est principalement limitée par le coût élevé des matières premières, qui est la raison pour laquelle la production n'est toujours pas rentable. Le développement d'un moyen rentable d'obtenir des poudres métalliques de haute qualité est notre objectif principal. », a expliqué l'un des co-développeurs, Andrey Nepapushev, titulaire d'un doctorat et chargé de recherche au Centre de recherche et développement en nanocéramique fonctionnelle de la NUST MISIS.

Les scientifiques ont réussi à simplifier la production de poudres pour l'impression 3D grâce à une combinaison unique de modes de broyage planétaire. Un traitement mécanique intensif permet ainsi l'obtention de poudres composites constituées de particules arrondies, comprenant à la fois du titane et de l'aluminium. Ce « produit semi-fini » peut directement alimenter une imprimante laser 3D, au sein de laquelle les métaux réagissent et forment un composé intermétallique réfractaire au cours du processus d'impression à une température d'environ 650 degrés.

Selon les scientifiques, personne n'a jusqu'à présent utilisé un moulin planétaire à cette fin, et l'expérience en laboratoire pourrait être transposée à la production puisque les fabricants nationaux disposent de moulins industriels analogues aux moulins planétaires.

Pour utiliser un intermétallique prêt à l'emploi pour l'impression de pièces, il faut d'abord le mouler, ce qui nécessite une technologie spéciale et entraîne une consommation d'énergie importante. Pour obtenir de la poudre, il faut ensuite que le thermofusible soit « pulvérisé » dans un courant de gaz, d'eau ou de plasma, ce qui complique considérablement la production et en augmente le coût.

« Pour nos expériences, nous avons utilisé comme matériau de départ des poudres de titane, d'aluminium et de nickel qui ont été soumises à un usinage intensif au sein d'un broyeur planétaire. La méthode proposée a grandement simplifié le procédé, baissé le coût de production de précurseurs, et réduit la consommation d'énergie de 20 % lors de l'impression 3D. En conséquence, il n'est pas nécessaire de faire appel à de grandes puissances laser pour la fusion lors de l'impression. », a ajouté Andrey Nepapushev.

Actuellement, le groupe scientifique a achevé l'optimisation des compositions de poudres-précurseurs et a commencé à mettre au point les premiers prototypes à partir des poudres obtenues.

Source : https://en.misis.ru/university/news/misc/2019-12/6485/

Related Links

https://en.misis.ru/