Как ультразвук поможет управлять свойствами металлов — новое открытие Казанского университета

Специалисты Казанского национального исследовательского технического университета им. А. Н. Туполева (КНИТУ-КАИ) продемонстрировали уникальную способность манипулировать свойствами металлов, применяя ультразвук во время лазерной обработки. Этот инновационный подход дает возможность контролировать процесс плавления для достижения желаемых характеристик.

«Введение звуковых волн с частотой 40 кГц приводит к увеличению объема расплавленного металла на 30% и улучшает его структуру, что имеет критическое значение для авиационного производства»,

Принцип действия заключается в использовании ультразвуковых волн на металл во время 3D-печати или плавления. Это выглядит следующим образом: во время плавки металл заставляют вибрировать на высокой частоте, что значительно изменяет свойства материала.

«При обычной лазерной обработке металл быстро нагревается, что может вызывать неравномерности. Ультразвук помогает более эффективно перемешивать расплавленный металл и равномерно распределять тепло. Это критически важно для высококачественных изделий»,

Для лучшего понимания влияния звука на материалы была разработана специализированная компьютерная модель, которая учитывает множество параметров: от изменений поверхности металла до его поведения при плавлении. Эта модель предоставляет ученым возможность находить оптимальные способы воздействия на материалы.

Как указывают разработчики, их новое открытие, в сочетании с компьютерной моделью, поможет улучшить качество различных деталей. Например, в процессе 3D-печати применение ультразвуковых волн улучшит качество изделий и сократит количество дефектов.

Данное открытие имеет особое значение для авиастроительной отрасли, где надежность и точность деталей имеют первостепенное значение. В ближайшем будущем в стенах университета им. А. Н. Туполева планируются исследования с различными металлами, направленные на расширение возможностей этой новой российской технологии.