Печать брони с волновым упрочнением 

Исследователи Брянского государственного технического университета разработали аддитивно-субтрактивно-упрочняющую технологию (АСУТ) 3D-печати крупногабаритных металлических изделий. Изобретение нашло применение для изготовления брони для танков и бронированных автомобилей. В этом случае прочность и вес брони имеют ключевое значение, так как от этих показателей зависит степень защищенности экипажа и скорость движения. Ученые нашли способ изготавливать легкие и прочные бронелисты, снизив при этом затраты на производство.

Броня печатается на 3D-принтере из проволоки (технология 3DMP), а затем упрочняется с помощью волнового воздействия. По механическим и эксплуатационным свойствам полученные материалы превосходят изделия, изготовленные из проката с применением классических методов металлообработки.

В основе технологии – разработка ученых БГТУ Андрея Киричека и Дмитрия Соловьева – метод волнового деформационного упрочнения (ВДУ). Лаборатория волнового деформационного и комбинированного упрочнения в аддитивных и субтрактивных технологиях была создана в 2016 г. Фондом перспективных исследований на базе Брянского государственного технического университета. В рамках проекта учеными БГТУ создана опытная установка АСУТ, включающая аддитивный модуль для выращивания изделий из проволоки электродуговым методом, субтрактивный модуль для обеспечения точности размеров за счет удаления стружки и упрочняющий модуль для структурирования, уплотнения и упрочнения за счет волнового деформационного воздействия. Для создания деталей с использованием вращения разработана модульная установка, способная изготовить сложнопрофильные изделия, включая биметаллические.
В блоке упрочнения в результате наложения проходящих и отраженных волн в монолитном металлическом материале формируется уникальная многослойная гетерогенная, естественно армированная структура, обеспечивающая высокую вязкость и высокую прочность материала, способствуя многократному повышению механических свойств. Применение метода ВДУ позволяет снизить вес броневых листов на 15-30%. При этом скорость построения изделия более чем в 10 раз выше, чем при использовании порошковых металлов.

Руководитель лаборатории профессор Андрей Киричек утверждает, что новая технология не имеет прямых аналогов в мировой практике: «По результатам проекта нами впервые установлена возможность получения АСУТ изделий, прочностные свойства материала которых в 1,5-2,5 раза превышают соответствующие свойства проката. Изделия также отличаются высоким коэффициентом использования материала на уровне 0,6-0,8 и высокой производительностью синтеза, превышающей 400 куб. см в час. Потенциально данное решение позволит снизить технологическую стоимость производства 1 куб. см в 17 раз и увеличить полезную нагрузку на материал, что таит огромные резервы повышения эксплуатационных свойств изделий в авиации и космонавтике».
Технология передана отечественным предприятиям-изготовителям бронетехники. Интерес к ней также проявили ракетостроители.

Источник: ФПИ