3<i>D</i>-друк. Будова та механічні властивості тонкостінних металевих виробів

3D-друк. Будова та механічні властивості тонкостінних металевих виробів

В. О. Шаповалов, Є. В. Шаповалов, В. В. Доліненко, Я. А. Хохлова, В. Р. Бурнашев, Т. І. Грищенко, М. А. Хохлов, І. В. Протоковілов

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна

Отримано: 15.04.2024; остаточний варіант - 08.10.2024. Завантажити: PDF

Використання технології 3D-металодруку для виготовлення тонкостінних металевих виробів має ряд відомих переваг, які визначають інноваційність цієї технології. Описано процедуру високошвидкісного адитивного 3D-формування (швидкісний 3D-друк з криці, швидке прототипування) конічного тонкостінного металевого виробу під час дугового натоплення в суміші захисних газів дроту з криці 9MnSi5 (DIN) на крицевий диск. Дослідження структури та механічних властивостей відібраних фраґментів натопленої частини конуса показали утворення однорідної ферито-перлітної структури, яка за розмірами та розподілом має максимальний бал 10 за стандартом ISO 643. Мікромеханічний тест згідно зі стандартом ISO/FDIS 14577-1:2015 показав модуль Юнґа натопленої частини конуса на рівні 200 ГПа, що відповідає середньому значенню для стопу 9MnSi5 (DIN). Випробування механічних властивостей за стандартом ASTM E8 показали загальне підвищення всіх механічних характеристик натопленого деталю: границя плинности зросла на 9,7%, границя міцности на розрив — на 1,2%, відносне подовження збільшилося вдвічі. Таким чином, показано ефективність методу високошвидкісного 3D-друку для виготовлення тонкостінних крицевих виробів.

Ключові слова: високошвидкісний 3D-друк, тонкостінні металеві вироби, структура, механічні властивості, 3D-натоплення криці, швидке прототипування.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i02/0217.html

PACS: 06.60.Vz, 07.05.Tp, 62.20.-x, 64.70.dg, 81.20.Ev, 81.30.Fb, 81.70.Bt

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

A. Kumar, D. Kumar, R. Choudhury, Alok K. Ansu, A. Goyal, Ankit D. Oza, A. Patel, A. Joshi, and D. Kumar, Int. J. Interact. Des. Manuf., 17: 2127 (2023).
V. Venkata Phani Babu and Veeresh Kumar G.B., Materials Today: Proceedings, 64, Pt.1: 523 (2022).
ASTM-International, ASTM Standard F2792-12a: Standard Terminology for Additive Manufacturing Technologies, 2792 (2012).
H. Anandan Kumar and S. Kumaraguru, 3D Printing and Additive Manufacturing Technologies (Springer: 2018), p. 281.
V. V. Zhukov, G. M. Grigorenko, and V. A. Shapovalov, The Paton Welding J., 5–6: 148 (2016).
E. V. Shapovalov, V. V. Dolinenko, V. A. Kolyada, T. G. Skuba, and F. S. Klishchar, The Paton Welding J., 7: 42 (2016).
V. A. Shapovalov and G. M. Grigorenko, Electrometallurgy Today, 1: 26 (2015) (in Russian).
V. A. Kostin and G. M. Grigorenko, Electrometallurgy Today, 3: 33 (2017) (in Russian).
G. M. Grigorenko, V. A. Kostin, and V. V. Zhukov, Electrometallurgy Today, 2: 35 (2017) (in Russian).
A. V. Dongaonkar and R. M. Metkar, 3D Printing and Additive Manufacturing Technologies (Springer: 2018), p. 159.
A. V. Sotov, V. G. Smelov, E. A. Nosova, and S. A. Kosyrev, News of the Samara Scientific Centre, 2013: 158 (in Russian).
V. A. Barvinok, V. G. Smelov, A. V. Sotov, and S. A. Kosyrev, Problems of Mechanical Engineering and Automation, No. 3: 158 (2014) (in Russian).
R. S. Korsmik, G. A. Turichin, O. G. Klimova-Koremik, E. V. Zemlyakov, and K. D. Babkin, Vestnik of Samara University. Aerospace and Mechanical Engineering, 15, No. 3: 60 (2016) (in Russian).
V. G. Klimov, V. I. Nikitin, and S. S. Zhatkin, Liteinoye Proizvodstvo, No. 12: 11 (2015) (in Russian).
V. S. Doroshenko, Metal and Casting of Ukraine, No. 12: 4 (2014) (in Russian).
I. V. Shishkovsky, Laser Synthesis of Functional Mesostructures and Bulky Products (Moskva: Fizmatlit: 2009) (in Russian).
A. Yadav, A. Ghosh, and A. Kumar, 3D Printing and Additive Manufacturing Technologies (Springer: 2019), p. 15.
N.V. Kazantseva, Additive Technologies: The Present and the Future, 65 (2019) (in Russian).
D. Kovalchuk, A. Tunik, J. Khokhlova, S. Stepanyuk, and S. Grigorenko, Proc. of 2nd Int. Congress on Welding, Additive Manufacturing and Associated Non-Destructive Testing ICWAM’2019 (5–7 June 2019, Metz, France).