Созданные в ТГУ фидстоки заменят импортные аналоги
Технология PIM (powder injection molding) – производство деталей из порошковых материалов методом литья под давлением – одна из самых распространенных для производства деталей для различных отраслей машиностроения. Она включает MIM-технологию (metal ingection moulding) – литье порошковых металлов и сплавов под давлением и CIM-технологию (сeramic injection moulding) – литье керамических порошков под давлением.
PIM-технология – простой, недорогой и потому самый популярный метод изготовления изделий из пластмасс, он позволяет получать крупные партии высокоточных изделий по низкой себестоимости, рассказывает один из разработчиков технологии; сотрудник отдела инновационных программ и проектов научного управления ТГУ Максим Криницын, однако соединением полимеров с металлами для изготовления фидстоков занимается всего 2-3 компании в мире. С 2021 года ученые ТГУ разрабатывают свою технологию производства фидстоков – с использованием металлических и керамических порошков. В планах у разработчиков расширить ассортимент фидстоков и внедрить новые составы, не имеющие мировых аналогов.
– Это более сложная технология с дополнительными этапами. Мы добавляем частицы различных металлов, керамики, их смесей или композитов, чтобы на выходе получить не полимерное изделие, а скорее, металлическое, – поясняет исследователь. – Мировым монополистом по производству фидстоков является немецкая компания BASF. В России ее фидсток Catamold перекрывал практически весь спрос – большинство полимерной продукции делалось именно на нем, но с недавнего времени фирма прекратила поставки. Наши материалы могут заменить его, а изделия из них по качеству не уступают импортным аналогам. Кроме того, фидстоки могут использоваться не только для литья под давлением, но и, например, в технологиях 3D-печати.
Особенности разработанной в ТГУ технологии и изделий из фидстоков, созданных по ней, томские ученые описали в более чем 10 научных статьях научных журналов с индексами цитируемости Q1 и Q2. Последняя публикация – «Powder Injection Molding of Ti-Al-W Nano/Micro Bimodal Powders: Structure, Phase Composition and Oxidation Kinetics» – опубликована в журнале Metals (Q1), в ней исследуются изделия из фидстока, наполненного титан-алюминиевым порошком с добавлением вольфрама.
– Это бимодальный порошок с нано- и микрочастицами, – рассказывает Максим Криницын. – Мы установили, что от размера частиц порошка зависят прочность материала и его стойкость к окислению, и определили оптимальный размер частиц, обеспечивающий наилучший набор свойств. В итоге из многокомпонентного порошка формируется сплав, свойства изделий из которого лучше, чем свойства изделий из сплавов. Также получение материала из фидстока позволяет контролировать содержание фаз в материале за счет возможности варьировать режимы спекания.
Автор технологии – главный научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии ТГУ Марат Лернер. Над проектом работают более 10 сотрудников лаборатории нанотехнологий металлургии и научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов Томского государственного университета. Разработка технологии ведется в рамках проектов, поддержанных Российским научным фондом и программой «Приоритет 2030».
* Фидсток – гранулированный материал, смесь мелкодисперсных металлических или керамических порошков с полимерным связующим.
Источник: Новости ТГУ