Специалисты НИТУ МИСИС создали метод аддитивного производства вольфрамовых нагревателей, который значительно сокращает затраты и ускоряет процесс по сравнению с традиционными способами литья и сборки.
Вольфрамовые нагреватели — это ключевые элементы для оборудования, работающего в экстремальных условиях. Они выдерживают температуры от 1500 до 3000 градусов. Такие детали ставят в вакуумные печи для спекания порошков, термообработки металлов, выращивания кристаллов и плавки тугоплавких сплавов. Без них не обходится высокотемпературная металлургия и синтез сверхтвёрдых соединений.
Раньше изготовление таких нагревателей было сложным и затратным процессом. Теперь специалисты университета запатентовали метод 3D-печати, который создаёт цельные изделия со сложной многослойной структурой без лишней оснастки.
Классическое производство требует нескольких этапов: от литья до механической обработки. Это влечёт за собой высокие расходы на оборудование и труд специалистов. Кроме того, при ручной сборке выше риск ошибок, влияющих на качество готового элемента.
Учёным удалось сделать нагреватель цельным. Это исключило необходимость в дополнительной оснастке и подгонке деталей. Правильно подобранные режимы сплавления позволили получить продукт высокого качества сразу после печати.
Для создания нагревателей исследователи использовали порошок чистого вольфрама. Размер частиц составлял десятки микрометров. Вольфрам — тугоплавкий металл, он плавится при температуре около 3422 градусов, поэтому процесс печати требовал мощного излучения и точной настройки.
В установке селективного лазерного плавления порошок локально расплавляли в атмосфере аргона. Изделие формировалось слой за слоем на основе компьютерной 3D-модели. Благодаря этому удалось получить уникальную структуру, которую трудно реализовать другими методами.