Аддитивное производство функционально-градиентных полимерно-металлических и полимерно-керамических композиционных компонентов методом лазерного сплавления порошка из нескольких материалов

В статье представлены результаты печати трехмерных функционально-градиентных полимерно-металлических и полимерно-керамических композиционных компонентов методом лазерного сплавления порошка из нескольких материалов (PBF) с ультразвуковой вибрационной поддержкой. Были изготовлены компоненты из различных полимерных композитов с разным составом в соответствии с проектной документацией. Высокие концентрации твердых дисперсных добавок, включая натриево-кальциевое стекло, оксид алюминия и порошок меди, достигавшие 90%, смешивали с полимером и использовали для печати, что было трудно или невозможно реализовать с помощью традиционного литья под давлением или стандартной технологии послойного наплавления методом экструзии нити (FFF). Исследовано влияние параметров лазерного плавления/спекания и стратегии производства для каждого типа полимерного композита. Продемонстрирована успешная подача мелкодисперсных порошковых смесей, крайне трудных для подачи, таких как PA11/Al2O3 с частицами неправильной формы, с использованием новой конфигурации ультразвуковой системы подачи. Для иллюстрации потенциальных применений метода были напечатаны три примера трехмерных функционально-градиентных компонентов: часть подошвы обуви, лопатка турбины и компоненты шарикоподшипника.