Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, Москва, Россия:

И. И. Бинков, инженер 2-й категории, Центр аддитивных технологий, эл. почта: binkovii@bmstu.ru
А. О. Денежкин, аспирант, каф. «Лазерные технологии в машиностроении»
Д. С. Колчанов, доцент каф. «Лазерные технологии в машиностроении», канд. техн. наук
А. А. Дренин, старший преподаватель каф. «Лазерные технологии в машиностроении», канд. техн. наук

Рассмотрен процесс изготовления тестовых образцов из отечественного сплава алюминия АСП–30, являющегося аналогом иностранного сплава AlSi10Mg, на отечественном оборудовании методом селективного лазерного плавления (СЛП). Приведено краткое описание и характеристики отечественного комплекса, разработанного в МГТУ им. Н. Э. Баумана на кафедре МТ-12 совместно с НОЦ «ЦАТ». Изучены химический, гранулометрический, морфологический составы полученных материалов. Для отработки режимов выращивания были изготовлены три серии образцов при варьировании параметров процесса. При синтезе первой серии материалов изыскивали наиболее благоприятную ориентацию детали по отношению к платформе. При получении образцов второй и третьей серий стремились найти наиболее подходящие параметры для их выращивания: скорость сканирования луча, мощность излучения, высоту порошкового слоя. Исследованы механические свойства изготовленных материалов, объемная пористость и подповерхностный слой, шероховатость, микроструктура и химический состав микроструктуры шлифов, поверхность излома. Полученные результаты позволяют сделать выводы о наиболее благоприятных с точки зрения механических свойств ориентации детали относительно подложки, параметрах ее получения, требуемой погонной энергии, микроструктуре и распределении элементов в ней. Установлено, что наиболее благоприятная ориентация детали — вертикальная, наилучший показатель предела прочности был получен при толщине слоя 20 мкм и объемной энергии ~78 Дж/мм³ и составил 360 МПа, объемная пористость — 2,5%, а относительное удлинение при разрыве составило 1,56 %, что соответствует режиму хрупкого разрушения.

1. Гончарова О. Н., Бережной Ю. М., Бессара бов Е. Н., Кадамов Е. А. и др. Аддитивные техноло гии — динамично развивающееся производство // Инженерный вестник Дона. 2016. № 4. С. 12.
2. Логачева А. И., Сентюрина Ж. А., Логачев И. А. Аддитивные технологии производства ответственных изделий из металлов и сплавов (обзор) // Физико-химические основы создания материалов и технологий. 2015. № 5. С. 5–15.
3. Дынин Н. В., Иванова А. О., Хасиков Д. В., Оглодков М. С. Селективное лазерное сплавление алюминиевых сплавов (обзор) // Труды ВИАМ. 2017. № 8. С. 12–23. DOI: 10.18577/2307-6046-2017-0-8-2-2.
4. Караваев А. К., Пучков Ю. А. Исследование структуры и свойств сплава АlSi10Mg, полученного методом селективного лазерного сплавления // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2020. № 5. С. 71–85. DOI: 10.18698/0236-3941-2020-5-71-85
5. Noriko Read, Wei Wang, Khamis Essa, Moataz M. Attallah. Selective laser melting of AlSi10Mg alloy: Process optimization and mechanical properties development // Materials & Design (1980–2015). 2015. Vol. 65. P. 417–424. DOI: 10.1016/j.matdes.2014.09.044
6. Kaufman J. G. (Ed.). Properties of aluminum alloys: tensile creep and fatigue data at high and low temperatures. — Materials Park (Ohio); ASM International (Washington (D.C)), 1999. — 264 p.
7. Kempena K., Thijs L., Van Humbeeck J., Kruth J. P. Mechanical properties of AlSi10Mg produced by selective laser melting // Physics Procedia. 2012. Vol. 39. P. 439–446. DOI: 10.1016/j.phpro.2012.10.059
8. Olakanmi E. O. Selective laser sintering/melting (SLS/SLM) of pure Al, Al – Mg, and Al – Si powders: effect of processing conditions and powder properties // J. Mater. Process. Technol. 2013. Vol. 213. P. 1387–1405. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2013.03.009
9. ГОСТ 1497–84. Металлы. Методы испытаний на растяжение. — Введ. 1986–01–01.
10. Феодосьев В. И. Сопротивление материалов. — М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1999. — 86 с.
11. Simoni F., Huxol A., Villmer F.-J. Improving surface quality in selective laser melting based tool making // Journal of Intelligent Manufacturing. 2021. Vol. 32. P. 1927–1938. DOI: 10.1007/s10845–021–01744–9

12. Григорьянц А. Г., Колчанов Д. С., Дренин А. А., Денежкин А. О. Исследование влияния основных параметров про цесса СЛП на пористость образцов из алюминиевого сплава RS-300 // Известия высших учебных заведений. Машино строение. 2022. № 8. С. 55–64. DOI: 10.18698/0536-1044-2022-8-55-64
13. Чегуров М. К., Сорокина С. А. Основы фрактографического анализа изломов образцов из конструкционных сплавов : учеб. пособие. — Н. Новгород, 2018. — 79 с.