Ученые опорного вуза совершенствуют технологию литья

На 3D-принтере печатают выжигаемые модели для создания керамических форм

Специалисты кафедры «Литейные и высокоэффективные технологии» факультета машиностроения, металлургии и транспорта Политеха на протяжении более 30 лет экспериментируют с металлическими сплавами и разрабатывают новые способы изготовления литых изделий. Не так давно ученые нашли очередной оригинальный способ – с применением аддитивных технологий. Результаты последних экспериментов опубликованы в летних номерах журнала «Литейные технологии».

Литейщики Политеха предложили упростить традиционную технологию литья путем применения аддитивных технологий – выжигаемую модель для создания огнеупорной керамической формы напечатать на 3D-принтере. Таким образом, процесс литья по выжигаемым моделям включает следующие этапы: создают трехмерные компьютерные модели для последующей печати на 3D-принтере полимерной выжигаемой модели, изготавливают огнеупорные керамические формы, выжигают из них модельный блок, прокаливают их, заливают металлический расплав, затвердевшее изделие выбивают из формы.

– В аддитивных технологиях стратегия построения изделия напрямую влияет на комплекс его физических свойств: массу, прочность, упругость, усадку и так далее, – поясняет инженер центра литейных технологий Багдат Тукабайов. – Поэтому при изготовлении выжигаемых моделей необходимо обеспечить требуемое качество поверхности и необходимую прочность модели, минимизировать ее массу, а также добиться оптимального времени печати.

Кроме того, ученые Политеха оптимизируют структуру материала при печати 3D-модели.

– Любой модельный материал в процессе выжигания расширяется и оказывает давление на стенки формы, – отмечает Багдат. – А оптимальная структура материала позволяет модели при расширении «складываться» внутрь, не создавая внешнего давления. Так мы можем исключить риск разрушения керамической формы.

Таким образом, технология литья с применением 3D-печати позволяет снизить стоимость изделия, увеличив при этом скорость получения изделий, независимо от сложности их конфигурации, а также значительно сокращается доля ручного труда при производстве отливок.