Исследование физико-механических свойств образцов, полученных по технологии SLM. Часть 1. Предел прочности

Abstract

Аддитивные технологии в настоящее время активно внедряются на предприятиях судостроительной отрасли. После успешной апробации технологий моделирования методом наплавления (fused deposition modeling, FDM), стереолитографии (stereolithography, SLA), многоструйного моделирования (multi jet modeling, MJM) в части прототипирования и производства полимерных изделий общий вектор развития стремится к освоению технологий металлической печати заготовок и готовых деталей. Работы в этом направлении ведутся на ряде предприятий, и наибольшей популярностью в данном аспекте пользуются технологии селективного лазерного плавления (selective laser melting, SLM), дуговой сварки для сплавления металлической проволоки (wire arc additive manufacturing, WAAM) и высокоскоростного прямого лазерного выращивания (high-speed direct laser deposition, HSDLD). На текущий момент интерес ряда судостроительных компаний вызывает возможность производства заготовок деталей по чертежам отливок с применением технологии SLM. Однако стоит отметить, что в литературных источниках приводятся противоречивые данные о свойствах получаемых образцов, в частности в вопросах наличия анизотропии прочностных характеристик и соответствия геометрических отклонений имеющимся стандартам. Интересно в этом плане производство изделий сложной геометрии из нержавеющих сталей, что может быть использовано при изготовлении рычагов, вилок, корпусов спецоборудования, а также суперкавитирующих винтов и элементов консолей подводных крыльев для маломерных судов. В данной работе описываются физико-механические характеристики и геометрические отклонения образцов, полученных по технологии SLM на установке Laser Cusing M2 из нержавеющей стали 316L. Даются конкретные представления об анизотропии прочностных свойств и соответствии геометрии образцов требованиям к выпускаемой продукции. Пред-ставленные материалы могут служить отправной точкой для проведения проч-ностных расчетов изделий с учетом специфики аддитивных технологий и, в част-ности, SLM-процесса.