RU2333076C1 - Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций - Google Patents
Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций Download PDFInfo
- Publication number
- RU2333076C1 RU2333076C1 RU2006138017/02A RU2006138017A RU2333076C1 RU 2333076 C1 RU2333076 C1 RU 2333076C1 RU 2006138017/02 A RU2006138017/02 A RU 2006138017/02A RU 2006138017 A RU2006138017 A RU 2006138017A RU 2333076 C1 RU2333076 C1 RU 2333076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- laser radiation
- synthesis
- carried out
- shs
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 41
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000013532 laser treatment Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000013077 target material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 37
- 238000000110 selective laser sintering Methods 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 11
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 9
- NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N Raney nickel Chemical compound [Al].[Ni] NPXOKRUENSOPAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 229910001000 nickel titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910017150 AlTi Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000943 NiAl Inorganic materials 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- HPYIMVBXZPJVBV-UHFFFAOYSA-N barium(2+);iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Fe+3].[Ba+2] HPYIMVBXZPJVBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910016952 AlZr Inorganic materials 0.000 description 2
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- -1 filters Substances 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- JXGGISJJMPYXGJ-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)iron Chemical compound [Li+].[O-][Fe]=O JXGGISJJMPYXGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 101100366941 Homo sapiens STON1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910018071 Li 2 O 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100110007 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) asd-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100110010 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) asd-4 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 102100021683 Stonin-1 Human genes 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- IWXBAFPAYLDYOJ-UHFFFAOYSA-N [Pb].[Zr].[Ti] Chemical compound [Pb].[Zr].[Ti] IWXBAFPAYLDYOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ni] Chemical compound [Ti].[Ni] HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 150000004973 alkali metal peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000560 biocompatible material Substances 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности в технологии лазерного синтеза методом селективного лазерного спекания. Может применяться для изготовления микро-электромеханических сенсоров, пускателей, датчиков, имплантатов, фильтров, мембран, пъезодетекторов, пъезонасосов. В станке для лазерного синтеза размещают порошковую смесь исходных компонентов для СВС, взятых в соответствии со стехиометрическим составом целевых материалов, синтезируемых непосредственно под лазерным излучением. Затем проводят лазерную обработку, при которой СВС протекает в диффузионном режиме, послойно формируемого объемного изделия и извлекают его из станка. Процесс получения изделий проводят в магнитном, электрическом или ультразвуковом полях. Лазерное излучение в процессе синтеза дозируют в соответствии с минимально необходимым уровнем энергии для осуществления локального процесса СВС в пятне лазерного излучения. Способ позволяет получить изделия с высокими прочностными и улучшенными функциональными свойствами, повысить выход годного. 3 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к технологии лазерного синтеза объемных изделий (ЛСОИ) методом селективного лазерного спекания (СЛС), в том числе к способам непрерывного и скоростного изготовления микроэлектромеханических (МЭМ) сенсоров, пускателей, датчиков, имплантатов, фильтров, мембран, пъезодетекторов, пъезонасосов и т.д., функциональных устройств со сложной формой поверхности и внутренними пустотами.
Технология селективного лазерного спекания позволяет создавать трехмерные объекты, послойно формируя функциональный градиент свойств будущего изделия (RU 2212982 С2, 27.09.2003). Средства автоматического проектирования и инженерного дизайна, которые естественным образом интегрированы в процесс СЛС, позволяют выстраивать функционально-градиентные структуры не только поатомно (микроуровень или нанотехнологии), но и отдельными структурными блоками (частицами, зернами, доменами), что соответствует идеологии проектирования на мезоуровне. Моделируя укладку или степень связности структуры порошковой композиции, а также ее концентрационный состав, можно создать микроустройства - MEMS (Shishkovsky I.V. Synthesis of functional gradient parts via RP methods. // Rapid Prototyping Journal, 2001, Vol.7, N4, pp.207-211).
Известен способ получения сложных оксидов металлов, в частности оксокупратов щелочных металлов общей формулы MeCuO2, где Me - щелочной металл (RU 2064912 С1, 10.08.1996). Способ включает высокотемпературное реагирование порошков надпероксида соответствующего щелочного металла и медьсодержащего компонента, в качестве которого берут порошок меди или смесь порошков меди и оксида меди, при этом надпероксид щелочного металла предварительно перемешивают с порошком оксида меди и затем добавляют порошок меди, а высокотемпературное реагирование осуществляют в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Конечный продукт представляет собой плотноупакованную массу темного цвета.
Недостатком известного способа является невозможность синтезировать изделия контролируемой формы непосредственно в процессе СВС.
Известен способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций, который включает последовательное, послойное размещение порошковой композиции в станке лазерной технологической установки КВАНТ-60 в режиме внутренней модуляции, обработку каждого слоя лазерным излучением по заданному контуру и извлечение полученного изделия из станка с удалением порошковой композиции, не принявшей участия в формировании объемного изделия, при этом в качестве порошковой композиции используют просеянные смеси металлических порошков, например, на основе никеля, хрома, алюминия, железа, титана, латуни, с полимерными порошками поликарбоната или полиамида, с характерными размерами частиц металла и полимера от 20 до 160 мкм при соотношении от 4 до 12 вес.ч. металлсодержащего порошка на 1 вес.ч. полимерного порошка (RU 2145269 С1, 10.02.2000).
По известному способу возможно изготовление изделий из металл-полимерных порошковых композиций путем реализации процесса жидкофазного спекания.
Основным недостатком способа является низкий выход целевых изделий и их загрязнение продуктами частичного разложения полимерного связующего в процессе синтеза.
Известен способ изготовления медицинских имплантатов заданных индивидуальных форм из биосовместимых материалов методом СЛС порошковых композиций, включающий последовательное послойное размещение порошковой смеси и обработку каждого слоя сканирующим лазерным излучением, при этом в качестве исходной порошковой композиции используют смеси металлических порошков на основе никеля и титана при их весовом соотношении 1:1 с реализацией контролируемой лазерным излучением (ЛИ) реакции СВС пористой интерметаллидной фазы - никелида титана (NiTi) в защитной газовой среде (RU 2218242 С2, 10.12.2003).
Основным недостатком известного способа является недостаточно высокая однородность фазового состава целевого продукта за счет присутствия примесных интерметаллидных фаз - NiTi2, Ni3Ti.
Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций, который включает размещение порошковой композиции в станке для лазерного синтеза объемных изделий и лазерную обработку послойно формируемого объемного изделия, извлечение его из станка с удалением порошковой композиции, не принявшей участия в формировании объемного изделия, при этом в качестве порошковых композиций для СВС используют просеянные порошковые смеси на основе никеля-алюминия, никеля-титана, алюминия и титана, взятые в соответствии со стехиометрическим составом и синтезируемые непосредственно под лазерным излучением эвтектоидных систем в диффузионном режиме горения (RU 2217265 С2, 27.11.2003).
Известное изобретение позволяет расширить функциональные характеристики создаваемых моделей, повысить прочностные свойства спекаемого изделия и обеспечить получение эвтектоидных систем в химической реакции горения, однако способ характеризуется низким выходом (не более 40%) целевых изделий.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение прочностных и улучшение функциональных свойств спекаемого изделия из порошковых композиций за счет расширения спектра используемых порошковых материалов и синергетического совмещения процесса СЛС с процессом СВС в условиях воздействия внешних физических полей. Это обеспечивает не только создание эвтектоидных систем в химической реакции горения, но и работу изделия как единого целого с повышением выхода годных изделий на 20-40%.
Технический результат достигается тем, что в способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций, включающем размещение в станке для лазерного синтеза порошковой смеси исходных компонентов, взятых в соответствии со стехиометрическим составом материалов, синтезируемых под лазерным излучением, послойное формирование объемного изделия путем лазерной обработки, при которой самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) протекает в диффузионном режиме, и извлечение изделия из станка, согласно изобретению лазерную обработку проводят в магнитном поле с индукцией до 0.1 Тл, электрическом поле напряженностью до 220 кВ/м или в ультразвуковом поле с частотой 18-22 кГц при дозе лазерного излучения, соответствующей минимально необходимому уровню энергии для осуществления локального процесса СВС в пятне лазерного излучения и спекания частиц реагирующей смеси в слое и монослоев изделия между собой.
За счет использования внешних электрических, магнитных или ультразвуквых воздействий в совокупности с СЛС+СВС образуется анизотропная структура материала как при получении отдельных монослоев и структурных блоков, так и при формировании объемного изделия в целом. Под действием внешних магнитных полей улучшаются также магнитные характеристики продуктов синтеза.
В качестве исходных порошковых композиций могут быть использованы экзотермические смеси: металл-металл, оксиды (пероксиды) + металл, в общем, смеси, содержащие окислитель и восстановитель, при этом энерговыделение смесей не должно превышать величины, при которой после локального инициирования СВС в пятне лазерного излучения процесс может протекать в неконтролируемом режиме.
Для обеспечения эффекта самоорганизации при синтезе МЭМ совместный послойный процесс СЛС+СВС проводят в магнитном поле (до 0.1 Тл), электрическом поле (до 220 кВ/м) или под воздействием ультразвука, что облегчает самоорганизацию когерентных структур, с заранее спрогнозированным комплексом физических, химических и/или биологических свойств. Процесс СВС-СЛС проводят по заранее численно рассчитанному на компьютере сценарию под воздействием внешних физических факторов, в результате чего формируется функциональное МЭМ изделие.
Лазерное излучение является электромагнитной волной со своей амплитудой, частотой. В отличие от обычных источников света оно обладает и рядом уникальных, присущих только ему физических свойств. Это монохроматичность, когерентность (существует пространственная и временная), узкая направленность ЛИ и строгая поляризация. Если узкая направленность (она определяет высокую локальность ЛВ) и поляризация (она определяет степень поглощения) ЛИ в лазерных технологиях, в том числе и в технологии СЛС «эксплуатируются» напрямую, то волновые свойства практически не упоминаются. Однако в ультрадисперсных (наноразмерных) порошковых средах и аэрозолях, то есть когда размеры частиц сравнимы или меньше длины волны света, волновая природа ЛИ (его амплитуда, частота, фаза) начинает играть существенную роль. Из этого следует, что можно управлять такими структурами посредством варьирования параметров ЛВ, которые под воздействием внешних физических сил усиливают технический результат изобретения.
Пример 1
Получение целевого материала гексаферрита бария (ферромагнетик) состава BaFe12-xCrxO19 и шпинельного феррита лития Li0.5Fe2.5-xCrxO4.
В экспериментах для синтеза указанных соединений использовались исходные порошки оксидов и порошок железа, которые соответствуют классу чистоты (х. ч), наплавочный порошок ПЖ РНЛ-А содержит до ~95% Fe. Карбонат бария был предварительно получен реакцией замещения - Na2CO3+Ва(NO3)2=ВаСО3+2NaNO3. Порошки исходных компонентов шихты предварительно просеивают с использованием системы сит 005-05 (ГОСТ 3584-73). Размеры частиц указанных компонентов составляют <40 мкм.
Смешивание исходных компонентов проводят до их равномерного распределения для синтеза гексаферрита бария (1-3) и шпинельного феррита лития (4) в следующем мольном соотношении:
1. BaO2+Fe2O3+Cr2O3+Fe=1:2.5:1:5
2. ВаСО3+Fe2О3+Cr2О3+Fe=1:2.5:1:5
3. BaO2+Fe(ПЖ РНЛ-А)+Cr2O3=1:3.3:1.8
4. Li2O2+Fe2O3+Cr2O3+Fe=1:1:2:4
Подготовленные порошковые композиции, которые представляют собой экзотермические составы, размещают в станке для лазерного синтеза объемных изделий и далее проводят лазерную обработку послойно формируемого изделия при совмещении СЛС и СВС процессов в операционном поле лазерной установки КВАНТ-60 при параметрах: энергетическая мощность лазерного излучения Р=10.8-14.7 Вт, скорость сканирования лазерного луча по поверхности порошковой композиции v=2-3 см/с, диаметр пятна ЛИ d=50 мкм. Лазерное излучение в процессе синтеза дозировано и соответствует минимально необходимому уровню энергии Р=10.8-14.7 Вт, которую необходимо ввести в систему для осуществления локального процесса синтеза СВС непосредственно в пятно лазерного излучения при его диаметре 50 мкм, что способствует спеканию частиц реагирующей смеси и соседних частиц монослоев изделия между собой. Поскольку послойное СЛС проводят на воздухе, предполагалось, что в реакционных смесях (1-3) присутствует кислород, который должен активно диффундировать при высоких температурах в конечный продукт. В результате одновременного воздействия СЛС+СВС в электрическом (для системы 1 и 2 до 220 кВ/м) или магнитном (для системы 3 до 0.1 Тл) полях на указанные смеси за счет синергетического эффекта получали МЭМ в ввиде пористых объемных прочных изделий: (ферромагнетик) типа BaFe12-xCrxO19 или Li0.5Fe2.5-xCrxO4 с выходом годных до 70% (в условиях прототипа не более 40%).
Пример 2
Синтез интерметаллидов: NiAl, NiAl3, Ni3Al, NiTi, AlTi, AlTi3, Al3Ti, AlZr.
Для синтеза указанных интерметаллидов были использованы порошки металлов: Ni - ПГСР-4, ГОСТ-9722 с содержанием никеля до 74% или ПНК-1 с содержанием никеля до 99% вес.; Ti - ПТОМ (с содержанием титана 98-99% вес.); Al - АСД-1 или АСД-4. Дисперсность использованных порошков металлов во всех случаях не превышала 60 мкм. Порошки металлов предварительно перемешивают между собой в планетарной мельнице до полной гомогенизации смеси, состав которых был подобран в соответствии со следующими атомными соотношениями:
1. Ni+Al=1:1 или (1:3) или (3:1)
2. Ni+Ti=1:1
3. Al+Ti=1:1 или (1:3) или (3:1)
4. Al+Zr=1:1
Далее как в примере 1, но процесс синтеза интерметаллидов проводят в атмосфере аргона. Полученные пористые объемные изделия по составу соответствовали NiAl, NiAl3, Ni3Al, NiTi, AlTi, AlTi3, Al3Ti, AlZr, т.е. взятому согласно уравнениям 1-4, имели высокую прочность и выход не менее 80%. Первые две системы были проведены при совмещении СЛС+СВС + магнитное поле. Третья система - при совмещении СЛС+СВС + ультразвуковое поле с частотой 18 и 22 кГц, четвертая - при совмещении СЛС+СВС + электрическое поле.
Пример 3
Синтез цирконий-титан-свинцовых керамических изделий.
Предварительно методом конечных элементов (програмный пакет ANSYS) моделировалась макро- и микрострутура, а также расчитывались предполагаемые сегнетоэлектрические характеристики будущего изделия - мембраны или фильтра. Порошок керамического соединения предварительно получали методом СВС, которые затем просеивали с использованием системы сит 005-05 (ГОСТ 3584-73) и смешивали с диэлектрическим наполнителем (SiO2) в разных пропорциях. В результате последующего послойного СЛС в магнитном поле по рассчитанному сценарию (пример 1) получали МЭМ изделие (пъезоэлектрик) состава с выходом годных не менее 60%:
1. TiO2+ZrO2+PbO=1:1:2
2. Al(Al2O3)+Zr(ZrO2)=1:1
Таким образом, совмещение в одном процессе ЛСЛ+СВС + физическое воздействие повышает выход годных объемных изделий, расширяет спектр используемых исходных смесей порошков, а следовательно позволяет получать различные объемные изделия от интеметаллидов до сложной керамики с повышением выхода годных изделий на 20-40%.
Claims (4)
1. Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций, включающий размещение в станке для лазерного синтеза порошковой смеси исходных компонентов, взятых в соответствии со стехиометрическим составом материалов, синтезируемых под лазерным излучением, послойное формирование объемного изделия путем лазерной обработки, при которой самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) протекает в диффузионном режиме, и извлечение изделия из станка, отличающийся тем, что лазерную обработку проводят в магнитном, электрическом или ультразвуковом полях при дозе лазерного излучения, соответствующей минимально необходимому уровню энергии для осуществления локального процесса СВС в пятне лазерного излучения и спекания частиц реагирующей смеси в слое и монослоев изделия между собой.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят в магнитном поле с индукцией до 0,1 Тл.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят в электрическом поле напряженностью до 220 кВ/м.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят в ультразвуковом поле с частотой 18-22 кГц.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138017/02A RU2333076C1 (ru) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006138017/02A RU2333076C1 (ru) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006138017A RU2006138017A (ru) | 2008-05-10 |
| RU2333076C1 true RU2333076C1 (ru) | 2008-09-10 |
Family
ID=39799535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006138017/02A RU2333076C1 (ru) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2333076C1 (ru) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443506C2 (ru) * | 2010-04-05 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Удмуртский государственный университет" (УдГУ) | Способ изготовления покрытия на изделии методом послойного лазерного синтеза |
| WO2013080030A1 (ru) * | 2011-11-28 | 2013-06-06 | Chivel Yuri | Способ получения объемных изделий из порошков и устройство для его осуществления |
| RU2507032C2 (ru) * | 2009-07-15 | 2014-02-20 | Аркам Аб | Способ и устройство для создания трехмерных объектов |
| RU2510613C1 (ru) * | 2012-11-27 | 2014-04-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ проведения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза цилиндрических изделий |
| RU2684011C1 (ru) * | 2017-12-11 | 2019-04-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Способ изготовления детали из порошка алюминиевого сплава 7075 или В95 |
| WO2019177638A1 (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Composition for 3d printing |
| RU2839598C2 (ru) * | 2023-09-04 | 2025-05-06 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) | Способ гибридной аддитивной технологии - лазерное спекание с одновременным воздействием импульсного магнитного поля |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5639070A (en) * | 1986-10-17 | 1997-06-17 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method for producing parts by selective sintering |
| RU2145269C1 (ru) * | 1995-06-16 | 2000-02-10 | Самарский филиал Физического института им.П.Н.Лебедева РАН | Способ изготовления объемных изделий из порошковой композиции |
| RU2214316C2 (ru) * | 1999-12-30 | 2003-10-20 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Способ изготовления пьезокерамических объемных изделий из порошковых композиций |
| RU2217265C2 (ru) * | 2000-01-28 | 2003-11-27 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Способ изготовления объёмных изделий из порошковых композиций |
| JP2005171299A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Toyota Motor Corp | 三次元造形物の製造方法 |
-
2006
- 2006-10-30 RU RU2006138017/02A patent/RU2333076C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5639070A (en) * | 1986-10-17 | 1997-06-17 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method for producing parts by selective sintering |
| RU2145269C1 (ru) * | 1995-06-16 | 2000-02-10 | Самарский филиал Физического института им.П.Н.Лебедева РАН | Способ изготовления объемных изделий из порошковой композиции |
| RU2214316C2 (ru) * | 1999-12-30 | 2003-10-20 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Способ изготовления пьезокерамических объемных изделий из порошковых композиций |
| RU2217265C2 (ru) * | 2000-01-28 | 2003-11-27 | Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН | Способ изготовления объёмных изделий из порошковых композиций |
| JP2005171299A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Toyota Motor Corp | 三次元造形物の製造方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2507032C2 (ru) * | 2009-07-15 | 2014-02-20 | Аркам Аб | Способ и устройство для создания трехмерных объектов |
| RU2443506C2 (ru) * | 2010-04-05 | 2012-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Удмуртский государственный университет" (УдГУ) | Способ изготовления покрытия на изделии методом послойного лазерного синтеза |
| WO2013080030A1 (ru) * | 2011-11-28 | 2013-06-06 | Chivel Yuri | Способ получения объемных изделий из порошков и устройство для его осуществления |
| RU2539135C2 (ru) * | 2012-02-27 | 2015-01-10 | Юрий Александрович Чивель | Способ получения объемных изделий из порошков и устройство для его осуществления |
| RU2510613C1 (ru) * | 2012-11-27 | 2014-04-10 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Способ проведения самораспространяющегося высокотемпературного синтеза цилиндрических изделий |
| RU2684011C1 (ru) * | 2017-12-11 | 2019-04-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Способ изготовления детали из порошка алюминиевого сплава 7075 или В95 |
| WO2019177638A1 (en) * | 2018-03-15 | 2019-09-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Composition for 3d printing |
| US11534824B2 (en) | 2018-03-15 | 2022-12-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Composition |
| US11684978B2 (en) | 2018-03-15 | 2023-06-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Build material composition |
| US11998977B2 (en) | 2018-03-15 | 2024-06-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Build material composition with metal powder and freeze-dried heteropolymer |
| US12042860B2 (en) | 2018-03-15 | 2024-07-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Build material composition |
| US12042859B2 (en) | 2018-03-15 | 2024-07-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Build material composition |
| RU2839598C2 (ru) * | 2023-09-04 | 2025-05-06 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) | Способ гибридной аддитивной технологии - лазерное спекание с одновременным воздействием импульсного магнитного поля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006138017A (ru) | 2008-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12084746B2 (en) | 4D printing method and application of titanium-nickel shape memory alloy | |
| Zhou et al. | Facile preparation and energetic characteristics of core-shell Al/CuO metastable intermolecular composite thin film on a silicon substrate | |
| Yadroitsev et al. | Manufacturing of fine-structured 3D porous filter elements by selective laser melting | |
| Mahamood et al. | Functionally graded materials | |
| Azarniya et al. | Physicomechanical properties of porous materials by spark plasma sintering | |
| US10513462B2 (en) | Transparent nanocomposite ceramics built from core/shell nanoparticles | |
| KR20190090692A (ko) | 티타늄 지르코늄 합금 및 적층 가공에 의한 이의 제조 방법 | |
| US20180250739A1 (en) | Additive manufacturing method and apparatus | |
| CN101899592B (zh) | 一种原位合成任意形状NiTi形状记忆合金的方法 | |
| WO2020146416A2 (en) | Deformation reduction in three-dimensional object formation | |
| Singh et al. | Ultrasonic assisted pressureless sintering for rapid manufacturing of complex copper components | |
| JP2010515829A (ja) | セラミックス複合成形体および／または粉末冶金複合成形体およびその製造法 | |
| Sharma et al. | A novel manufacturing route for the fabrication of topologically-ordered open-cell porous iron scaffold | |
| Seal et al. | Manufacturing nanocomposite parts: present status and future challenges | |
| RU2333076C1 (ru) | Способ изготовления объемных изделий из порошковых композиций | |
| Yasenchuk et al. | Formation of mineral phases in self-propagating high-temperature synthesis (SHS) of porous TiNi alloy | |
| CN105256160B (zh) | 一种陶瓷基镍合金复合材料的3d打印方法 | |
| JP2015213026A (ja) | 自己伝播発熱性形成体、自己伝播発熱性形成体の製造装置及び製造方法 | |
| Marino et al. | Porous magneto-fluorescent superparticles by rapid emulsion densification | |
| Zhou et al. | A facile route for the preparation of morphology-controlled NaTaO3 films | |
| KR101118615B1 (ko) | 마이크로 입자의 표면에 나노 입자를 증착시키기 위한 혼합 분말 제조장치 및 이를 이용하여 제조되는 혼합 분말 | |
| JP5881148B2 (ja) | ポーラスメタルの製造方法 | |
| Chen | Advances in ceramic 3D printing technologies and optimization research | |
| CN109518099A (zh) | 一种非晶纳米花材料及其制备方法 | |
| Yadroitsev et al. | Selective laser melting in micro manufacturing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131031 |