Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Пермь, Россия

С. Д. Неулыбин, научный руководитель лаборатории методов создания и проектирования систем «материал – технология – конструкция», канд. техн. наук, эл. адрес: sn-1991@mail.ru
А. Н. Юрченко, младший научный сотрудник лаборатории методов создания и проектирования систем «материал – технология – конструкция», эл. адрес: aleksmto@gmail.com

Статья посвящена развитию технологий аддитивного производства металлических изделий, в том числе из алюминиевых сплавов. В последние годы аддитивные технологии достигли значительного прогресса в совершенствовании методов нанесения материала, однако актуальной остается задача снижения издержек при 3D-печати. Одним из путей ее решения может быть обеспечение минимальных припусков перед финишной обработкой поверхностей, особенно это характерно для алюминиевых сплавов, на поверхности которых формируется повышенная шероховатость в процессе WAAM-печати ввиду ограниченной смачиваемости из-за наличия оксидной пленки. Проведено исследование возможности повышения качества поверхности опытного образца из алюминиевого сплава 4047, полученного электродуговой наплавкой плавящимся электродом. Предложен способ дополнительного воздействия непосредственно после наплавки на поверхность опытного образца путем оплавления боковой поверхности заготовки с помощью плазменной дуги прямого действия обратной полярности тока. Проведена оценка микроструктуры до и после оплавления поверхности. Показано, что применения специального режима обработки не наносит вред строению микроструктуры. Методом 3D-сканирования установлено, что поверхность опытного образца после оплавления плазменной дугой становится более ровной по сравнению с исходным состоянием, что в конечном итоге позволяет снизить шероховатость поверхности до 2 раз и сократить затраты на финишную механическую обработку.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках государственного задания «Разработка научно-технологи ческих основ формирования системы материал-конструкция со специальными свойствами на основе гибридных аддитивных технологий» № FSNM-2024-0003.

1. Кузнецов М. А., Данилов В. И., Крампит М. А., Чинахов Д. А., Слободян М. С. Механические и трибологические свойства металлической стенки, выращенной электродуговым способом в среде защитных газов // Обра ботка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2020. Т. 22, № 3. С. 18–32.
2. Власов С. А. Восстановление гребней колесных пар подвижного состава электродуговой наплавкой // Universum: технические науки. 2023. № 6–2. С. 19–25.

3. Крупин А. Е., Тарукин Е. М., Маслов И. М. Износостойкость покрытий при упрочнении зубьев борон электродуговой наплавкой // Вестник ВСГУТУ. 2018. № 3. С. 48–54.
4. Рещиков Е. О., Тужилин С. П., Задорожний Р. Н. Восстановление балансиров гусеничных машин электродуговым способом // Металлообработка. 2020. № 1. С. 29–36.
5. Голиков Н. И., Сараев Ю. Н., Тихонов Р. П., Семёнов С. В. и др. Способ восстановления деталей горнодобывающей техники, эксплуатирующейся в условиях Севера // Наука и образование. 2017. № 4 (88). С. 82–87.
6. Никитин К. В., Жаткин С. С., Черников Д. Г., Скороумов А. К. и др. Применение магнито-импульсной обработки при электродуговой сварке сплава АД1Н // Литье и металлургия. 2023. № 4. С. 101–108.
7. Иванов В. П., Размышляев А. Д., Лаврова Е. В. Управление формированием зоны проплавления при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов // Вестник Приазовского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2016. Вып. 32. С. 118–125.
8. Максимец Н. А., Исупов Н. В. Обзор современного методического обеспечения расчета размеров шва при механизированной сварке в смеси газов // Universum: технические науки. 2020. № 6–1 (75). С. 33–35.
9. Ovchinnikov I. P., Schitsyn Y. D., Olshanskaya T. V. et al. Influence of layer-by-layer surfacing with object additive formation on AMg5 alloy structure and properties // Metallurgist. 2024. Vol. 68, No. 4. P. 552–563.
10. Овчинников И. П., Щицын Ю. Д., Ольшанская Т. В., Неулыбин С. Д. Влияние технологии послойной наплавки при аддитивном формировании изделий на структуру и свойства сплава АМг5 // Металлург. 2024. № 4. С. 59–65.
11. Щицын Ю. Д., Кривоносова Е. А., Ольшанская Т. В., Неулыбин С. Д. Влияние аддитивной плазменной наплавки на структуру и свойства сплава системы алюминий – магний – скандий // Цветные металлы. 2020. № 2. С. 89–94.
12. Shchitsyn Y. D., Shchitsyn V. Y., Herold H., Weinhart W. Plasma welding of aluminium alloys // Welding International. 2003. Vol. 17, No. 10. P. 825–832.