ПРИМЕНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ДЕТАЛЕЙ, ПОЛУЧЕННЫХ АДДИТИВНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проанализирован ряд работ, посвященных технологической наследственности изделий, полученных аддитивными технологиями. Одними из основных недостатков методов аддитивного изготовления пластиковых и металлических объектов является высокая шероховатость поверхности, обусловленная послойным нанесением материала. На основе анализа источников определены направления развития ультразвуковой пост-обработки изделий, позволяющие значительно уменьшить шероховатость поверхности. Проведены исследования по финишной обработке пластиковых изделий в тумане растворителя, полученного методом ультразвукового распыления. Метод позволяет регулировать размер капель и скорость их движения, за счёт изменения режимов ультразвукового воздействия. Предложены схемы обработки туманом изделий разных типоразмеров. В результате экспериментальных исследований установлено, что обработка в тумане растворителя, полученного методом ультразвукового распыления, позволяет многократно уменьшить шероховатость поверхности. Для деталей, полученных методом селективного лазерного плавления, предложены различные виды ультразвуковой обработки, позволяющие повысить качество поверхности изделий. Проведены сравнительные исследования воздействия кавитационно-эрозионной и кавитационно-абразивной обработки, а также ультразвукового поверхностного пластического деформирования на снижение шероховатости поверхности. Выявлено, что при всех рассмотренных видах ультразвуковой обработки происходит снижение шероховатости поверхности: при кавитационно-эрозионной на 33 %, при кавитационно-абразивной на 43 %, при ультразвуковом поверхностном пластическом деформировании на 52 %.

Об авторах

Вячеслав Михайлович Приходько

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: prikhodko@madi.ru
член-корреспондент Российская академия наук (РАН), профессор, доктор технических наук

Равиль Исламович Нигметзянов

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: lefmo@yandex.ru
«Технология конструкционных материалов», кандидат технических наук

Сергей Константинович Сундуков

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: sergey-lefmo@yandex.ru
«Технология конструкционных материалов», кандидат технических наук

Дмитрий Сергеевич Фатюхин

Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)

Email: mitriy2@yandex.ru
кафедра «Технологии конструкционных материалов», профессор, доктор технических наук

Список литературы

  1. Чуканов А.Н. Определение коэффициента анизотропии и скорости локальной деформации в аддитивных сплавах / А.Н. Чуканов, В.А. Коротков, А.А. Яковенко // Известия ТулГУ. Технические науки. 2024. № 3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/opredelenie-koeffitsienta-anizotropii-i-skorosti-lokalnoy-deformatsii-v-additivnyh-splavah (дата обращения: 08.04.2025).
  2. Сундуков С.К. Ультразвуковые технологии в процессах получения неразъёмных соединений. М.: Общество с ограниченной ответственностью «Техполиграфцентр», 2023. 269 с. ISBN 978-5-94385-209-1.
  3. Bai Y. Evolution mechanism of surface morphology and internal hole defect of 18Ni300 maraging steel fabricated by selective laser melting // Journal of Materials Processing Technology. 2022. Vol. 299. P. 118. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2021.117328
  4. Li C. Surface characteristics enhancement and morphology evolution of selective-laser-melting (SLM) fabricated stainless steel 316L by laser polishing // Optics & Laser Technlogy. 2023. Vol. 162. P. 10. doi: 10.1016/j.optlastec.2023.109246
  5. Shi X. Effect of high layer thickness on surface quality and defect behavior of Ti-6Al-4V fabricated by selective laser melting // Optics & Laser Technology. 2020. Vol. 132. P. 106. doi: 10.1016/j.optlastec.2020.106471
  6. Giorleo L. Ti surface laser polishing: effect of laser path and assist gas // Procedia CIRP. 2015. Vol. 33. P. 446−451. doi: 10.1016/j.procir.2015.06.102
  7. Kumar A.Y. The effects of Hot Isostatic Pressing on parts fabricated by binder jetting additive manufacturing // Additive Manufacturing. 2018. Vol. 24. P. 115−124. doi: 10.1016/j.addma.2018.09.021
  8. Popov V.V Effect of hot isostatic pressure treatment on the electron-beam melted Ti-6Al-4V specimens // Procedia Manufacturing. 2018. Vol. 21. P. 125−132. doi: 10.1016/j.promfg.2018.02.102
  9. Lyczkowska-Widlak E. Chemical polishing of scaffolds made of Ti-6Al-7Nb alloy by additive manufacturing // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2014. Vol. 14 (4). P.586−594. doi: 10.1016/j.acme.2014.03.001
  10. Jain S. Electrochemical polishing of selective laser melted Inconel 718 // Procedia Manufacturing. 2019. Vol. 34. P. 239−246. doi: 10.1016/j.promfg.2019.06.145
  11. Slegers S. Surface roughness reduction of additive manufactured products by applying a functional coating using ultrasonic spray coating // Coatings. 2017. Vol. 7. P. 208. doi: 10.3390/coatings7120208
  12. Hosseinzadeh A. Severe plastic deformation as a processing tool for strengthening of additive manufactured alloys // Journal of Manufacturing Processes. 2021. Vol. 68 (2). P. 788−795. doi: 10.1016/j.jmapro.2021.05.070
  13. Nigmetzyanov R.I. Additive Manufacturing with Ultrasound // Russian Engineering Research. 2017. Vol. 37 (12). P. 1070−1073. doi: 10.3103/S1068798X17120140.
  14. Sundukov S.K. Ultrasonic Vibration Mechanism in Making Permanent Joints // Steel in Translation. 2024. Vol. 54 (1). P. 10−15. doi: 10.3103/S0967091224700190.
  15. Grigoriev S.N. et al. Effect of cavitation erosion wear, vibration tumbling, and heat treatment on additively manufactured surface quality and properties // Metals. 2020. Vol. 10 (11). P. 1540. doi: 10.3390/met10111540.
  16. Jeon J.H. et al. Effect of electropolishing on ultrasonic cavitation in hybrid post-processing of additively manufactured metal surfaces // Journal of Manufacturing Processes. 2024. Vol. 120. P. 703−711. doi: 10.1016/j.jmapro.2024.04.092
  17. Wang Q. et al. Rotary ultrasonic-assisted abrasive flow finishing and its fundamental performance in Al6061 machining // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021. Vol. 113. P. 473−481. doi: 10.1007/s00170-021-06666-7
  18. Приходько В.М. Современные направления ультразвуковой жидкостной обработки в машиностроении / В. М. Приходько, Р. И. Нигметзянов, С. К. Сундуков, Д. С. Фатюхин // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2021. № 8 (122). С. 12−17. doi: 10.30987/2223-4608-2021-8-12-17. EDN YFXYYC.
  19. Teramachi A. Improving the surface integrity of additive-manufactured metal parts by ultrasonic vibration-assisted burnishing // Journal of Micro-and Nano-Manufacturing. 2019. Vol. 7 (2). P. 24. doi: 10.1115/1.4043344
  20. Нигметзянов Р.И. Способы ультразвукового поверхностного пластического деформирования / Р. И. Нигметзянов, В. М. Приходько, С. К. Сундуков [и др.] // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2022. № 7 (133). С. 33−39. doi: 10.30987/2223-4608-2022-1-7-33-39. EDN EGTURS.
  21. Nigmetzyanov R.I. et al. Additive Manufacturing with Ultrasound // Russian Engineering Research. 2017. Vol. 37 (12). P. 1070−1073. doi: 10.3103/S1068798X17120140.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».