Новый материал для 3D-печати легких деталей сложной формы, используемых в авиастроении и ракетно-космической технике, создали ученые СФУ в составе коллектива исследователей. Благодаря подбору химического состава, разработанная проволока позволит создавать более надежные узлы спутников и самолетов с меньшими тратами материала, рассказали РИА Новости в пресс-службе университета. Одними из основных материалов для строительства самолетов, спутников и других объектов, которые должны подниматься в воздух, в настоящее время являются сплавы на основе алюминия. Для придания им особых свойств, например, повышенного сопротивления трению, пластичности или тугоплавкости, в материал вводят легирующие добавки более дорогостоящих элементов, рассказали ученые Сибирского федерального университета (СФУ). Специалисты подчеркнули, что из-за этого стоимость всего изделия из сплава может вырасти в десятки раз. "Для придания алюминиевым сплавам прочности часто используется добавление скандия (Sc) — редкоземельного металла (РЗМ). Однако высокая стоимость добавки даже в небольшом количестве существенно повышает цену проволоки и деталей из такого сплава. Поэтому заменить скандий могут альтернативные "упрочнители", например церий (Ce) и эрбий (Er)", — объяснил один из авторов исследования, младший научный сотрудник лаборатории физикохимии металлургических процессов и материалов СФУ Никита Степаненко. Ученые университета совместно с другими исследователями организаций Ангаро-Енисейского кластера глубокой переработки цветных и редких металлов предложили новые алюминиевые сплавы, которые предназначены для изготовления деталей сложных форм, необходимых в воздушных судах. Новые сплавы с меньшим содержанием дорогостоящего скандия разработаны специально для 3D-печати, подчеркнули в СФУ. "Зарекомендовавший себя в "обычном" производстве (литейном, ковочном) сплав не обязательно подходит для аддитивного, когда металл плавится и затвердевает в каждом новом слое и некоторые участки многократно нагреваются повторно. Поэтому состав может потребовать существенной доработки, которая требует и оценки экономической эффективности производства деталей", — объяснил один из авторов работы, профессор кафедры электротехники СФУ Михаил Первухин. Специалист добавил, что функция любых РЗМ в таких сплавах — делать алюминиевые детали прочнее, устойчивее к нагреву и, в некоторых случаях, менее склонными к образованию трещин при послойном "выращивании", что принципиально для 3D-печати. Такие свойства сплаву может придать не только скандий, но и церий или же введение эрбия и циркония вместе со скандием, рассказал Первухин. "Главный принцип аддитивных технологий — формирование объекта добавлением материала там, где это необходимо, подобно тому, как природа выращивает живые организмы, за счет послойного нанесения металла только там, где это необходимо. Поэтому производить детали сложной формы с помощью печати — это значит экономить ценные легкие материалы, снижать количество бракованных изделий, сокращать время от модели до готового изделия в 2–4 раза и получать равномерную структуру деталей благодаря ускоренному охлаждению", — объяснил Степаненко. В этом году СФУ также реализует научно-популярный проект "Сибирское редкоземье. Металлы для жизни" при поддержке Минобрнауки России в Десятилетие науки и технологии.