Над проектом «Исследование 3D-печати прогрессивными сталями высокой прочности с TRIP-эффектом для изготовления самоадаптирующихся конструктивных элементов аэрокосмической отрасли» ученые МГТУ им. Г.И. Носова и Падуанского университета (г. Падуя, Италия) работают уже три года.
«Мы сотрудничаем с Падуанским университетом, у нас сложились долговременные, хорошие, дружеские отношения. Когда был объявлен конкурс по поддержке проектов с участием зарубежных организаций, который проводился Министерством науки и высшего образования РФ, мы с итальянскими коллегами решили принять в нем участие. Из 84 заявок было поддержано только 7. Мы проводим свою часть исследований, итальянцы – свою, потом обмениваемся информацией. В рамках данного проекта в прошлом году мы получили патент, в этом – у нас заявлено получение двух патентов, один из которых уже у нас. Наша команда исследует возможность использования перспективной стали, а точнее TRIP-стали в виде порошка, для получения конкретных изделий, причем эти изделия предназначены, согласно тематике проекта, для объектов аэрокосмической техники. В рамках проекта есть определенные индикаторы по количеству научных статей, патентов и составу коллектива, который в большинстве своем должен состоять из молодых ученых», - рассказывает профессор кафедры ТОМ МГТУ им. Г.И. Носова Марина Полякова.
Команда ученых МГТУ им. Г.И. Носова состоит из 9 человек: двух наставников – опытных специалистов и семи молодых ученых, которые уже зарекомендовали себя на научном поприще, выиграв не один грант и получив не один патент.
В рамках данного проекта ученые МГТУ им. Г.И. Носова также сотрудничает с коллегами из Екатеринбурга – Института физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН и Челябинска – Южно-Уральского государственного университета (национальный исследовательский университет). Так, научные сотрудники из Екатеринбурга в прошлом году исследовали свойства порошка, а ученые из ЮУрГУ помогают на своем оборудовании осаждать порошок с помощью лазера на конкретные детали.
Задачей коллег из Италии было получение порошка. Этот порошок имеет уникальный химический состав, он создан на основе железа: данный материал – TRIP-сталь – уникален тем, что начинает упрочняться при приложении внешней нагрузки, в результате чего в данном материале протекают характерные для него фазовые превращения. По словам Марины Поляковой, данная сталь не является какой-то принципиально новой и вновь открытой, химический состав материала хорошо известен, современная металлургия освоила технологию выплавки TRIP-стали. В рамках проекта ученые используют этот материал в виде порошка, каждая частичка которого размером до 100 микрометров имеет в своем составе железо, алюминий, кремний, марганец.
«В этом году у нас задача показать не просто результаты исследования материала, его микроструктуру при различных воздействиях, а уже его применение на конкретных деталях, то есть возможность применения порошка TRIP-стали и метода 3D-печати для получения конкретных деталей. Вот мы взяли сильно изношенную деталь и нанесли на нее порошок, под воздействием лазерного луча порошок нагревается, затем наносится на поверхность, в результате чего деталь приобретает свою исходную форму. Мы доказали возможность восстановления изношенных частей детали, причем деталь имеет довольно сложную конфигурацию, а именно мы взяли для исследований зубчатое колесо. Довести до конечных геометрических размеров деталь можно с помощью окончательной механической обработки, классическими методами. Мы показываем возможность применения порошка и метода 3D-печати для восстановления различных деталей машин, такие детали работают в узлах трения, в коробках передач, которые и в аэрокосмической технике тоже имеют место быть. Для работы в условиях космоса необходимы специальные материалы, чтобы они обеспечивали необходимые свойства и были долговечными в тех условиях, где есть значительные нагрузки, перепад температур, условия вакуума, воздействие солнечной радиации и так далее», - объясняет профессор.
Данный проект – это еще и продолжение научной разработки ученых МГТУ им. Г.И. Носова, над которой они работали ранее со своими итальянскими коллегами, где также использовалась TRIP-сталь, но уже применительно для метизного производства, тот проект был посвящен изготовлению проволоки и канатов. Тогда ученые показали возможность использования данной стали для производства классических изделий метизного производства. В дальнейшем опыт трансформировался в идею использования этой же стали, но уже в виде порошка.
