Вырастить броню для танка. Сплавление проволоки: аддитивные технологии и волновое упрочнение
При производстве брони, аддитивная технология используется для плавления и осаждения исходного материала слой за слоем на подложку. Снижение массы материала даже на 5 % приводит к улучшению характеристик брони и уменьшению массы.
Броня изготовленная из проволок с помощью новой аддитивно-субтрактивно-упрочняющей технологии (АСУТ) 3D-печати по механическим и эксплуатационным свойствам превосходит прокатную броню. Ее прочностные свойства в полтора-два раза превышают соответствующие свойства проката. Сплавленная проволока затем подвергают волновой деформации.
В основе 3D-печати крупногабаритных металлических изделий из проволоки лежит метод волнового деформационного упрочнения. В результате наложения проходящих и отраженных волн в монолитном металлическом материале формируется уникальная многослойная гетерогенная, естественно армированная структура, обеспечивающая высокую вязкость и высокую прочность материала одновременно, что способствует многократному повышению эксплуатационных свойств.
Как показали контрольные испытания, применение волнового деформационного упрочнения при упрочнении броневых листов позволяет снижать массу изделий на 15-30% при сохранении класса защиты по пулестойкости.
Метод изготовления танковой брони из проволоки разработан коллективом Брянского государственного технического университета (БГТУ). Учеными создана опытная установка, включающая аддитивный модуль для выращивание изделий из проволоки электродуговым методом, субтрактивный модуль для обеспечения точности размеров за счет удаления стружки и упрочняющий модуль для структурирования, уплотнения и упрочнения за счет волнового деформационного воздействия.
Интересно сравнить технологию волнового деформационного упрочнения страдиционной ковкой, ведь цели иметоды этих процессов вцелом схожи. Волна – это поток импульсов, которые имеют длительность, амплитуду, форму. Приковке импульсы кратковременные иредкие; многие процессы, которые могут изменить структуру металла, просто неуспевают пройти. При новой технологии работают пролонгированными (в 10 раз более длинными) импульсами частотой от8 до40 Гц, т.е. воздействие наматериал долговременное, коэффициент полезного использования энергии удара наупруго-пластическую деформацию упрочняемого материала в5–10 раз выше посравнению собычным ударом идостигает 65%. Припростом ударе этот показатель составляет всего 5–12%.
Помимо аддитивного модуля, занятого выращиванием изделия, российская установка включает всебя модуль упрочнения. Встандартном случае напечатанная напринтере деталь будет иметь кристаллическую структуру обычного литого изделия. Но если наращиваемые слои периодически уплотнять ударными импульсами, превращая крупные дендриты вколонии микроструктур, то прочность детали серьезно возрастет. Вслучае саустенитными сталями, например, предел текучести материала увеличивается в2–2,5 раза, предел прочности – в1,5 раза. Это дает возможность использовать более дешевые сплавы. Модуль упрочнения представляет собой генератор механических импульсов, посредством которого наметалл воздействует волна деформации, – это положительно влияет накристаллическую структуру, механические иэксплуатационные свойства упрочненного металла.
В России уже проводились эксперименты поиспользованию волнового упрочнения дляпридания броневых свойств изначально неброневым материалам.
Волна проходит черезвсе сечения металла, многократно отражается отучастков сразной акустической жесткостью иот поверхности, накоторой лежит деталь. Засчет этого визделии фактически формируются волновые состояния. Вузлах пересечения прямых иотраженных волн происходит более интенсивное упрочнение, впромежутках – менее интенсивное. Такое распределение хорошо влияет наэксплуатационные свойства. Фактически технология позволяет обеспечить большую глубину упрочнения, усилить все слои одновременно. Возможно, насегодня это единственный способ, который позволяет добиться такого результата
Чем меньше диаметр проволоки, тем больше предел прочности материала из которого они изготовлены — дефектов меньше. Похожая технология используется в прессах, когда вместо монолитных стержней, наматывается стальная лента. А вот при производстве брони — впервые.
При использовании инновационной методики отмечена экономия материала и более высокая прочность готового изделия. В итоге получается более легкая и прочная броня, а себестоимость ее производства значительно ниже, чем при использовании стандартной технологии изготовления.
Постерыдля дома, офиса, бара на сайте «Наука и техика» в подарок себе и близким.Недорогой сюрпризшефу, друзьям, клиентам и сотрудникам.
В наличииПлакаты бронетехники, набор постеровстрелкового оружия, боевой техники. Если вы неравнодушны к авиации, то вас, наверняка, заинтересуют постеры сбоевыми,транспортными или пассажирскими самолетами.