Elektromagnētiskās metodes metālu 3D printēšanai

Dr. Imants Kaldre

Metāla aditīvā ražošana ir strauji augoša, jauna tehnoloģija, kas paver plašu pielietojumu klāstu. Nepieciešamas augstas kvalitātes izejvielas, kurām ir paredzamas īpašības un uzvedība karstuma ietekmē. Ir arī jānodrošina, lai kausētais metāls katru reizi darbotos vienādi. Metāla adit;iv;as ražošanas laikā ar lāzera vai elektriskā loka palīdzību tiek izkausēts neliels metāla daudzums, kas pēc tam sacietē vajadzīgajā vietā. Siltuma un šķidruma pārneses kontrole kausēšanas un sacietēšanas laikā ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu precīzu un kontrolētu procesu.

Ir zināms, ka magnetohidrodinamiskās (MHD) metodes ir efektīvas, lai kontrolētu šķidro metālu ar Lorenca spēkiem. Ir vairākas dažādas MHD metodes, piem. statiskais magnētiskais lauks, mainīgais magnētiskais lauks, impulsu magnētiskais lauks kā arī to kombinācijas, kuras var izmantot dažādiem mērķiem, lai uzlabotu metāla 3D drukāšanu. Gan HZDR, gan UL ir ilgstoša pieredze lietišķās MHD pētījumos, kā arī materiālu zinātnē. Turklāt HZDR ir liela pieredze šķidro metālu plūsmu un sacietēšanas in situ pētījumu veikšanā, izmantojot rentgena un neitronu radiogrāfiju. Plānots apvienot HZDR kompetences šķidro metālu rentgenogrāfijā, lai pētītu MHD plūsmas ar IPUL pašreizējo pētniecību mwtālu 3D printēšanā.

Šī projekta mērķis ir stiprināt sadarbību starp iesaistītajām institūcijām (HZDR un IPUL), palielināt sadarbību starp abu institūciju jaunajiem pētniekiem par metāla 3D drukas tematiku un metāla materiālu apstrādes magnetohidrodinamiskajām metodēm, kā arī kā elektromagnētiskās metodes mijiedarbība ar pašu metāla 3D drukas procesu. Tas tiks panākts, organizējot pieredzes apmaiņas vizītes un kopīgus seminārus par šo tēmu.

Plānots arī veikt pirmo pilota rentgena rentgenogrāfijas eksperimentu HZDR, lai izprastu alumīnija sakausējumu sacietēšanas analīzes un izpētes metodes robežas un iespējamību, kas tiek pētīta IPUL.

09.2024 – HZDR pārstāvja vieslekcija LU par jaunākajiem sasniegumiem šķidro metālu plūsmas mērīšanas tehnikā, izmantojot rentgena rentgenogrāfiju HZDR (Dr.Mārtiņš Sarma)

11.2024 – LU pārstāvju vieslekcija HZDR par projektu un jaunākajiem sasniegumiem LU metālu 3D drukāšanas magnetohidrodinamisko metožu izpētē saistītajā jomā. (Lektori Dr. Imants Kaldre, Dr. Matīss Kalvāns)

Tiešā mērķa grupa: Abu pētnieku grupu pētnieki un doktoranti, kas piedalās sanāksmēs/semināros saistībā ar zinātniskajām tēmām (radiogrāfijas pētījumi un aditīvā ražošana) un diskusijās par zinātniskās sadarbības un apmaiņas iespējamo nākotni.

Netiešā mērķa grupa: Publiskā semināra apmeklētāji, kas notiks Latvijas Universitātē un Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf sadarbības partnera delegācijas vizītes laikā.