Молодые ученые СТАНКИНа измеряют поглощательную способность порошков для лазерной наплавки

Молодые учёные лаборатории исследования свойств материалов МГТУ «СТАНКИН» работают над измерением поглощательной способности порошков, чтобы учитывать её при выборе режимов печати. Проект выполняется в рамках программы «Приоритет 2030» и посвящён разработке и внедрению ресурсосберегающей технологии лазерной наплавки для восстановления высоконагруженных деталей машиностроения
 
Целью проекта является расширение применения технологии лазерной наплавки и номенклатуры материалов, уточнение существующих математических моделей процесса наплавки, а также более точный контроль лазерного излучения в процессе наплавки.
 
Современные установки, как правило, не оснащены измерительными системами для оценки поглощательной способности порошков, и данной характеристикой часто пренебрегают при разработке режимов наплавки. Проведённые измерения показали, что разные порошковые материалы поглощают лазерное излучение по-разному, поэтому учёт данного параметра представляется перспективным для технологии лазерной наплавки.

 
«При лазерной печати часть энергии излучения расходуется на нагрев и плавление порошка, а часть отражается. Доля поглощённой энергии оценивается коэффициентом поглощения. От этого параметра зависит, насколько качественно расплавится материал: подобрав режимы печати так, чтобы поглощаемая часть энергии была близка к оптимальной, можно улучшить результат», — отмечает Николай Бабушкин, аспирант, инженер-исследователь МГТУ «СТАНКИН».
 
Для измерения коэффициента поглощения исследователи изготовили лабораторный стенд, внутри которого помещается небольшое количество исследуемого металлического порошка. Порошок облучается лазером, расположенным в верхней части устройства. Часть энергии порошок поглощает, оставшаяся часть отражается. Отражённое излучение фиксирует датчик внутри измерительной системы — по этим данным определяется, какая часть излучения была поглощена материалом.
 
Аспиранты СТАНКИНа планируют внедрение результатов измерений в промышленную установку. Ожидаемый эффект — улучшение качества деталей, изготавливаемых на отечественных станках, технологическое преимущество отечественных производителей принтеров и снижение доли брака, что делает производство более экономным.