Створення проривних технологій виробництва деталей складної форми з композиційних матеріалів для екстремальних умов експлуатації
| dc.contributor.advisor | Шемет В. Ж. | |
| dc.contributor.advisor | Shemet Volodymyr Zh. | |
| dc.date.accessioned | 2024-04-16T11:02:40Z | |
| dc.date.available | 2024-04-16T11:02:40Z | |
| dc.date.issued | 2020 | |
| dc.description.abstract | Розроблено основи нетривіальних адитивних технологій 3D–друку та холодного газодинамічного напилення (ХГН) для виготовлення виробів складної форми з металокерамічних та керамічних композитів, а також із нового класу багатокомпонентних металевих сплавів, що докорінно різняться від існуючих аналогів витратних способів ливарного виробництва, які до того ж неспроможні забезпечити рівень властивостей матеріалу, необхідний для роботи при температурах вищих за 600 °С, в умовах швидкісного багаторазового нагрівання-охолодження (1500 град/хв.), циклічних навантажень та в агресивному окислювальному середовищі. Розроблені технології базуються на запровадженні поетапного виробничого циклу, який включає: 1) виготовлення порошків із композиційних металокерамічних матеріалів та високоентропійних сплавів (ВЕС) з композиційною структурою для подальшого використання в методі пошарового 3D-друку або ХГН; 2) виготовлення каркасної заготовки з наперед заданою геометрією, пористістю та морфологією пор шляхом пошарового 3Dдруку отриманих порошків або формування композиційного матеріалу методом ХГН; 3) виготовлення деталей шляхом просочування матричним розплавом пористих каркасних заготовок або моделей-прототипів з отриманням композиту багаторівневої ієрархічної структури. Виготовлення каркасу за допомогою пошарового 3D-друку порошків відкриває можливість варіювати вмістом армуючої фази в широких межах і виготовляти із високотемпературних матеріалів надлегкі вироби надскладної форми в умовах відносно низьких температур, що натепер є недосяжним для жодного відомого методу. Встановлені оптимальні технологічні параметри (хімічний та фазовий склад, структура вихідних матеріалів, потужність та тривалість впливу лазерного пучка; товщина шару порошку; спосіб його подачі; температура та час нагріву, швидкість друку, температурночасові параметри та спосіб просочування, розмірні характеристики армуючого каркасу) процесу виготовлення каркасних матеріалів, що забезпечують найвищі експлуатаційні характеристики. Вперше в світовій практиці експериментально обґрунтована можливість консолідації порошку ВЕС з високою твердістю (7,6-10 ГПа) при повному збереженні наноструктурного стану та фазового складу внаслідок застосування інноваційної техніки ХГН. | |
| dc.description.abstractother | The fundamentals of non-trivial additive technologies of 3D-printing and cold spraying (CS) for the manufacture of complex-shaped products from cermet and ceramic composites, as well as from multicomponent metal alloys, which are fundamentally different from existing analogs of costly foundry methods ensure the level of material properties required for their operation at temperatures above 600 °C, under conditions of high-speed multiple heating-cooling (1500 deg/min), cyclic loading and in an aggressive oxidizing environment. The developed technologies are based on the implementation of a step-by-step production cycle: 1) production of powders from composite cermet materials and high-entropy alloys (HEA) with a composite structure for further use in 3D-printing or CS methods; 2) fabrication of a frame workpiece with a predetermined geometry, porosity and pore morphology via layer-by-layer 3Dprinting of the obtained powders or the formation of a composite material by the CS method; 3) manufacturing of parts by impregnating porous frame blanks or prototype models with matrix melt to obtain a composite of a multilevel hierarchical structure. The fabrication of a framework using layer-by-layer 3D-printing of powders opens up the possibility of varying the content of the reinforcing phase within wide limits and manufacturing ultra-lightweight products of complex shape from high-temperature materials at relatively low temperatures, which is currently unattainable for any known method. The optimal technological parameters of the fabrication process of frame materials (chemical and phase composition, structure of initial materials, power and duration of exposure to the laser beam, powder layer thickness, method of its feeding, temperature and heating time, printing speed, temperature-time parameters and method of impregnation, dimensional characteristics of the reinforcing frame), providing high performance. For the first time in world practice, the possibility of consolidating a high-hardness (7.6-10 GPa) HEA powder with full preservation of the nanostructural state and phase composition has been experimentally substantiated as a result of the application of innovative CS technology. | |
| dc.format.extent | 8 с. | |
| dc.identifier.govdoc | – 0118U000222 | |
| dc.identifier.other | 2106 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/66251 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.title | Створення проривних технологій виробництва деталей складної форми з композиційних матеріалів для екстремальних умов експлуатації | |
| dc.title.alternative | Creation of breakthrough technologies for manufacturing components of irregular shape from composite materials for extreme operating conditions | |
| dc.type | Technical Report |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: