ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 132 ТЕХНОЛОГИЯ композиционного материала (МПКМ). Такой подход позволяет совместить высокую прочность и жёсткость металлического каркаса с демпфирующими и технологическими преимуществами МПКМ, одновременно снижая массу и стоимость изготовления. Ключевым драйвером развития МКС выступают возможности аддитивного производства (АП) [2], в частности селективного лазерного сплавления (SLM), формировать криволинейные (конформные) каналы охлаждения внутри металлических оболочек [3]. Для ПФ это обеспечивает целенаправленный отвод тепла из зон максимальной тепловой нагрузки формообразующей, выравнивание температурного поля, сокращение цикла литья/штамповки и повышение стабильности размеров. Технологически схема выглядит так: на металлической плите ПФ выполняется «колодец» (карман) под сменную формообразующую; сама формообразующая печатается как тонкостенная металлическая оболочка с интегрированными криволинейными каналами; после сборки зазор между оболочкой и плитой заполняется МПКМ, что фиксирует формообразующую, улучшает контакт и обеспечивает передачу нагрузок при работе формы. Аналогичная конструктивно-технологическая логика реализуема в режущем инструменте [3], например в композитном сверле: металлическая SLM-оболочка корпуса со спроектированными эквидистантными каналами подводит смазочно-охлаждающее технологическое средство (СОТС) непосредственно к зоне резания, а внутреннее пространство, образованное вследствие топологической оптимизации (ТО) [4], заполняется МПКМ, воспринимающим объёмные нагрузки и повышающим виброустойчивость изделия. Это дает прирост стойкости твердосплавной головки за счёт улучшения отвода тепла. В последние годы АП становится серьезным технологическим решением при создании сложных тонкостенных оболочек и полых деталей с интегрированными каналами охлаждения. К примеру, в обзоре [5] подчеркивается, что при обработке деталей, полученных АП, особое значение имеет постобработка, включая точение, поскольку исходная структура слоя, остаточные напряжения и теплопроводность материала влияют на съём стружки, точность и термонагруженность. Для тонкостенной металлической оболочки с металлополимерным заполнителем это означает, что при точении необходимо учитывать не только режимы резания, но и геометрию оболочки, особенности аддитивной структуры и межфазные тепловые границы. На рис. 1, а показана цифровая модель корпусного сверла с выполненной ТО корпуса, позволившей обеспечить снижение металлоёмкости на 40 %, что является ключевым фактором для обеспечения экономической эффективности применения SLM-технологии АП в реальном секторе экономики [6]. На рис. 1, б показан физический образец ТО металл-композитного корпусного сверла с заполнением внутренних полостей МПКМ, образующим МКС. а б Рис. 1. Цифровая модель корпусного сверла (а) с выполненной ТО корпуса (средняя часть стружечных канавок условно не показана); физический образец ТО металл-композитного корпусного сверла (б), полученный по технологии SLM: (а) 1 – зона хвостовика (металл); 2 – силовые структурные элементы, образованные ТО (металл); 3 – каналы охлаждения (металл); 4 – посадочная головка под установку сменной твердосплавной режущей головки; (б) 1 – токарно-обработанный металл-композитный хвостовик; 2 – стружечные канавки; 3 – режущая головка корпусного сверла Fig. 1. Digital model of the drill body (а) with topology optimization applied (the middle part of the chip grooves is conventionally omitted); physical sample of the topology-optimized metal–composite drill body (б) manufactured using SLM technology: (а) 1 – shank area (metal); 2 – load-bearing structural elements formed by topology optimization (metal); 3 – cooling channels (metal); 4 –mounting seat for a replaceable carbide cuttinghead; (б) 1 – turned metal–composite shank; 2 – chip grooves; 3 – cutting head of the drill body
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1