Новая модель отливки металла может принести пользу 3D-печати

Астонский университет приступает к реализации проекта, направленного на развитие области литья из жидких металлов посредством разработки сложной математической модели. Основное внимание уделяется решению критической проблемы, связанной с легкими алюминиевыми сплавами – их быстрой коррозии под воздействием воздуха. Эта проблема имеет серьезные последствия для новых процессов, связанных с аддитивным производством легких металлов.

В транспортном секторе наблюдается постепенный переход от стали к более легким сплавам. Хотя эти сплавы устойчивы к ржавчине, при первоначальном воздействии окружающей среды они быстро окисляются, что влияет на их качество и долговечность. Доктор Пол Гриффитс, старший преподаватель прикладной математики, возглавит 12-месячный исследовательский проект, финансируемый Научно-исследовательским советом по инженерным и физическим наукам (EPSRC) на сумму 80 000 фунтов стерлингов. Проект под названием «Разработка точной модели реологии неньютоновской поверхности»’ основное внимание уделяется пониманию тонких оксидных пленок, которые образуются на сплавах в процессе литья.

Поведение жидкого металла имеет отношение к Аддитивное производство металлов. (Изображение предоставлено: Шестаков Дмитрий)

Гриффитс стремится создать математическую модель, которая эффективно отражает сложное взаимодействие между потоком жидкого металла и оксидным слоем. Этот слой, действуя как неньютоновская граница раздела жидкость/газ, играет решающую роль в процессе литья. Предполагаемая модель призвана описать характеристики поверхности, такие как профили скорости и сдвига, а также эффекты кривизны поверхности. Более точная механическая модель окисленной поверхности могла бы улучшить наше понимание процесса капсулирования, что в конечном итоге повлияет на характеристики сплава.

Исследовательское сотрудничество распространяется на международный уровень, с партнером по проекту в Гренобле, Франция. По мере реализации проекта он обещает усовершенствовать процессы литья жидких металлов, способствуя развитию 3D-печати легких металлов. </п>

Раскрывая сложности течения жидкого металла и взаимодействия оксидного слоя, это исследование предвидит преобразующее воздействие на герметизацию сплавов, формируя траекторию отрасли в направлении повышения эффективности и производительности.