Ученые СФУ предложили замену дорогому скандию в сплавах для 3D-печати

В Сибирском федеральном университете в составе коллектива исследователей создали новый материал для 3D-печати деталей сложной формы, применяемых в авиастроении и ракетно-космической технике. Как сообщили в пресс-службе вуза, разработанная проволока благодаря подобранному химическому составу позволит изготавливать более надежные узлы спутников и самолетов с меньшими затратами материала. Об этом рассказывает издание РИА Новости.

Основой для таких изделий служат алюминиевые сплавы, в которые для придания особых свойств — повышенной прочности, пластичности или тугоплавкости — добавляют легирующие компоненты. Часто для упрочнения используют скандий, однако его высокая стоимость может увеличивать цену изделия в десятки раз. В качестве альтернативы исследователи предложили использовать церий и эрбий, которые способны заменить дорогостоящий редкоземельный металл.

Новые сплавы с меньшим содержанием скандия специально разработаны для аддитивного производства. Как пояснил профессор кафедры электротехники СФУ Михаил Первухин, состав, хорошо зарекомендовавший себя в традиционном литье или ковке, не всегда подходит для 3D-печати, где металл плавится и затвердевает послойно, а отдельные участки многократно нагреваются. Поэтому состав требует доработки с учетом экономической эффективности.

По словам младшего научного сотрудника лаборатории физикохимии металлургических процессов и материалов СФУ Никиты Степаненко, редкоземельные элементы делают алюминиевые детали прочнее, устойчивее к нагреву и менее склонными к трещинам при послойном выращивании. Такие свойства могут обеспечить не только скандий, но и церий, а также комбинация эрбия и циркония со скандием.

Аддитивные технологии позволяют формировать объект, добавляя материал только там, где он нужен, что экономит ценные легкие материалы, снижает долю брака и сокращает время от модели до готового изделия в 2–4 раза. В этом году СФУ также реализует научно-популярный проект «Сибирское редкоземелье. Металлы для жизни» при поддержке Минобрнауки России.