Изследователите на TUM революционизират 3D отпечатването на алуминиеви компоненти!

Изследователите на TUM революционизират 3D отпечатването на алуминиеви компоненти!

На 12 септември 2025 г Технически университет в Мюнхен (TUM) обяви, че е стартирал важен изследователски проект, наречен Aluminium from Additive Manufacturing (AlaAF) заедно с университета Фридрих-Александър Ерланген-Нюрнберг (FAU) и Colibrium Additive. Този проект е финансиран от Федералното министерство на образованието, технологиите и космоса с 1,17 милиона евро и има за цел да оптимизира производството на леки и еластични алуминиеви компоненти за космическото пространство с помощта на индустриален 3D печат.

Фокусът на проекта е процесът Laser Powder Bed Fusion (LPBF). Съгласно тази иновативна технология металният прах се разтопява слой по слой в компоненти с помощта на лазер. Отдава се голямо значение на свободата на проектиране на произведените части. Един от ключовите проблеми, които изследователите се опитват да решат, е напукването по време на охлаждането на високоякостни алуминиеви сплави, което прави използването им в носещи структурни елементи много по-трудно.

Технологии и предизвикателства

Проектът AlaAF обединява няколко институции, включително сложните производствени техники на Институт Фраунхофер за лазерни технологии (ILT). Тук са разработени сложни вложки за инструменти за леене под налягане за големи алуминиеви части. Така наречената технология PBF-LB/M позволява производството на големи форми за леене под налягане, които са от централно значение за автомобилната индустрия. Тези форми трябва да бъдат термично устойчиви, адаптивни и еластични, за да отговорят на предизвикателствата на електрическата мобилност.

Необходимата специална стомана L-40 е от решаващо значение тук, тъй като позволява производството на форми с конформно охлаждане. Тази иновация спомага за минимизиране на температурните пикове и значително удължава живота на формите чрез намаляване на износването.

Проектът AlaAF използва нов подход, който използва специални добавки в метален прах за образуване на субмикронни керамични частици. Тази техника води до финозърнеста микроструктура, която едновременно намалява образуването на пукнатини и подобрява механичните свойства на компонентите. Целта е да се постигне общо тегло, което е по-леко, без да се губи устойчивост. Такива иновации са особено важни в сектор, който претърпява значителни промени поради нарастващите разходи и необходимостта от енергиен преход.

Проучвания и анализи

Друг фокус на изследването на TUM е използването на неутронни методи за изследване на материали. Изследователският реактор FRM II позволява на учените да анализират разпределението на фазите и вътрешните напрежения в печатните материали. Комбинацията от експерименти с неутрони и механични напрежения, както и температурни промени, помага за реалистичното представяне на индустриалните условия и оптимизира качеството на произведените части.

Екипът, ръководен от д-р хабил. Ралф Жил от TUM също е посветен на разработването на параметри на процеса за процеса LPBF. FAU ще анализира подробно печатните материали, за да подобри допълнително механичните свойства и по този начин да отговори на дългосрочните изисквания на аерокосмическата индустрия.

Като цяло проектът AlaAF представлява значителна стъпка в изследването на материалите за авиацията и показва потенциала на техниките за адитивно производство за разработване на висококачествени и устойчиви решения, които могат да отговорят на предизвикателствата на бъдещето. Сътрудничеството между университетите и индустрията формира основата за тези ориентирани към бъдещето изследвания и разработки.