Тематический обзор посвящен исследованиям в области аддитивных технологий в машиностроении. В обзоре представлены результаты научных работ, посвященных разработке и применению современных методов 3D-печати, лазерного сплавления и других аддитивных процессов.
В обзоре рассмотрены направления развития аддитивных технологий: исследование прочностных характеристик изделий, изготовленных методом послойного наплавления; разработка новых конструкционных материалов с улучшенными свойствами; применение акустико-эмиссионного контроля при производстве; создание биметаллических композитов и дисперсно-упрочненных сплавов; оптимизация технологических параметров 3D-печати; применение аддитивных технологий в производстве деталей БПЛА
Особое внимание уделено изучению физико-механических характеристик материалов, полученных различными методами аддитивного производства, включая лазерное сплавление, электродуговую наплавку и FDM-технологию. Представлены результаты исследований по созданию легких и прочных конструкционных материалов для аэрокосмической отрасли, машиностроения и производства беспилотных летательных аппаратов.
Материалы обзора демонстрируют значительный потенциал аддитивных технологий в создании инновационных материалов и изделий с заданными свойствами, а также их важную роль в развитии современного машиностроения.
Представлены документы из фонда РНТБ, а также аннотированные описания электронных ресурсов и ссылки на полные тексты.
С полными текстами статей можно ознакомиться в зале информационно-справочной службы, комната 613, и в читальном зале периодических изданий, комната 614. Телефон для справок +375 17 226 61 88.
Гаспарова, Л. Б. Исследование прочностных характеристик зубчатых колес, изготовленных аддитивным способом при варьировании технологических параметров / Л. Б. Гаспарова, М. В. Якимов, В. Д. Косоуров // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2025. – Т. 27, № 3-2 (125). – С. 299–306. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=83197016 (дата обращения: 19.01.2026).
Исследовано влияние технологических параметров на прочность зубчатого колеса, изготовленного из материалов PLA+ и PLA CF методом послойного наплавления FDM (Fused Deposition Modeling). Рассмотрена задача оптимизации параметров 3D-печати, влияющих на физические, механические и качественные характеристики деталей, изготовленных с применением аддитивных технологий. Разработан испытательный стенд для оценки прочности зубчатой шестерни, изготовленной из различного пластика при помощи 3D-принтера Bambulab P1S, при действии крутящего момента. Приведены экспериментальные данные по предельному крутящему моменту, приводящему к разрушению шестерни. Проведен сравнительный анализ полученных результатов для коэффициентов заполнения от 60 до 100%, высоты слоя от 0,15 до 0,25 мм, количества периметров от 2– 6.
Инновационный подход к созданию легких и прочных конструкционных материалов через лазерное сплавление порошковых слоев / Е. С. Платонова, В. А. Юдакова, Е. Д. Кравченко, М. А. Бейсенбек // Лучшие научные проекты и исследования 2025 : сб. ст. VII Междунар. науч.-исследоват. конкурса, Пенза, 30 июня 2025 г. – Пенза, 2025. – С. 12–16. – URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=82571806 (дата обращения: 19.01.2026).
Рассмотрена разработка нового титанового метаматериала, созданного с использованием аддитивных технологий, который сочетает в себе две решетчатые структуры для повышения прочности, легкости и устойчивости к высоким температурам. Этот материал демонстрирует потенциал для применения в аэрокосмической отрасли, биомедицине, машиностроении, автомобилестроении и производстве дронов для борьбы с лесными пожарами.
Исследование процессов деформирования и разрушения конструкционных сплавов, полученных аддитивной электродуговой наплавкой с акустико-эмиссионным контролем / Ю. Г. Кабалдин, М. С. Аносов, С. А. Манцеров, М. В. Желонкин // Вестник машиностроения. – 2025. – № 1. – С. 53–58.
Рассмотрены особенности деформирования сталей 30ХГСА и 08ХМФА, полученных аддитивной электродуговой наплавкой, при испытаниях на растяжение с использованием сигнала акустической эмиссии. Показано, что информацию о происходящих в материале процессах при нагружении дают такие показатели, как фрактальная размерность и информационная энтропия сигнала акустической эмиссии, которые можно использовать для диагностики.
Исследование физико-механических характеристик дисперсно-упрочненной металлокерамики Ti–4.25Al–2V с добавлением SiC, изготовленной методом прямого лазерного выращивания / И. С. Магидов, К. В. Михайловский, С. А. Шальнова, О. Г. Климова-Корсмик // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2025. – № 6. – С. 120–130.
Проведены исследования по прогнозированию физико-механических характеристик дисперсно-упрочненного композиционного материала, изготовленного методом прямого лазерного выращивания. Исследован титановый сплав Ti–4.25Al–2V с 1 %-ной добавкой керамических частиц SiC. Рассмотрен многомасштабный подход к моделированию на микро- и макроуровнях. На микроуровне построен представительный элемент объема дисперсно-упрочненного композиционного материала с учетом формы частиц SiC для прогнозирования жесткостных и прочностных характеристик, в том числе в зависимости от температуры. На макроуровне с помощью численного моделирования изучены особенности пластического деформирования и разрушения образцов из рассматриваемого материала, изготовленных методом прямого лазерного выращивания. Моделирование выполнено на базе коммерческих программных комплексов ANSYS и MSC. Digimat. Показано, что добавление частиц SiC приводит к повышению физико-механических характеристик сплава, в том числе при температуре до 450 градусов. Результаты моделирования оказались хорошо согласованными с данными экспериментальных исследований: погрешность прогнозирования модуля упругости при растяжении составила 5 %, а предела прочности – 8 %.
Новоджунов, С. Д. Применение литейных технологий для изготовления деталей БПЛА / С. Д. Новоджунов, Е. Е. Виноградов // Конструкторское бюро. – 2025. – № 2. – С. 23–30.
Рассмотрены особенности применения технологии литья при производстве деталей беспилотных летательных аппаратов для создания сложной геометрии с минимальным весом и высокой прочностью. Показано производство деталей, включая выбор материала, технологию литья, преимущества и перспективы развития. Особое внимание уделено внедрению инновационных методов, таких как литье с использованием 3D-печати и вакуумное литье, для повышения точности и экономической эффективности, проанализированы особенности процесса литья, используемые материалы, преимущества и ограничения. Проведен сравнительный анализ экономики и механических свойств деталей, изготовленных разными методами, а также сделаны выводы о перспективах применения технологии литья в производстве беспилотных летательных аппаратов.
Применение технологии аддитивного производства WAAM для обратного инжиниринга изделия / П. К. Захарова, Е. Балановский, В. Ю. Конюхов, Т. А. Опарина // Черная металлургия. – 2025. – № 3. – С. 24–29.
На машиностроительных предприятиях возникает необходимость изготавливать изделия, которые несколько отличаются от стандартно выпускаемых на производстве, чтобы проверить, насколько эффективно изменение того или иного свойства или конфигурации. Аддитивные технологии WAAM позволяют изготовить изделие без дополнительного проектирования сложной оснастки в отличие от традиционных методов, что сокращает время производства и снижает стоимость. Проведен процесс обратного инжиниринга для получения нового изделия из стали 08Г2С, заменяющего литое изделие из стали 110Г13Л, и изготовление образца под дополнительную упрочняющую наплавку порошковой проволокой. В качестве установки для аддитивного электродугового выращивания был применен роботизированный комплекс CRP-RH1-10. Для изготовления детали была использована проволока Св-08Г2С диаметром 1,2 мм. Выполнено электродуговое выращивание, далее изделие подвергали механической обработке на токарно-фрезерном станке. Выполненная работа продемонстрировала эффективность аддитивной технологии WAAM для изготовления единичных изделий и обратного инжиниринга с использованием роботизированного комплекса, в том числе для изделий различной степени сложности.
Самойлов, В. Б. Выбор режимов 3D FDM-печати для обеспечения прозрачности изделий при реставрации предметов политехнического типа / В. Б. Самойлов, С. А. Катков, А. В. Свотнев // Ремонт, восстановление, модернизация. – 2025. – № 5. – С. 3–8.
Приведен пример по восстановлению утрат кинематических моделей механизмов из исторической коллекции музея МГТУ им. Н. Э. Баумана, рассмотрены вопросы применения технологий аддитивного производства, в контексте подбора оптимальных режимов 3D FDM-печати для обеспечения прозрачности реставрируемых экспонатов. Разработана математическая модель зависимости прозрачности отпечатка от скорости движения экструдера, температуры нагрева и объемного расхода пластика.
Статистические подходы к анализу шероховатости вертикальных поверхностей образцов, изготовленных по технологии СЛС из порошка AlSi10Mg / К. С. Коробов, А. В. Рипецкий, И. А. Николаев, Л. Н. Лесневский // Проблемы машиностроения и надежности машин. Машиноведение. – 2025. – № 2. – С. 32–41.
Проведена статистическая обработка с использованием матрицы корреляции результатов влияния мощности, скорости и линейного энерговклада (linear energy density – LED) на шероховатость вертикально растущих поверхностей. Для определения влияния величины LED на шероховатость вертикальных поверхностей использовались четыре параметра: Ra, Rz, Sa, Sz. Полученные результаты показали, что при использовании определенной величины линейного энерговклада вертикальную шероховатость Ra поверхности образцов можно уменьшить с 15 до 2.5 мкм.
3D-печать карбидосталью / С. П. Богданов, Н. А. Христюк, А. С. Жуков, А.С. Богданова // Сталь. – 2025. – № 3. – С. 33–39.
Предложен способ получения карбидосталей методом селективного лазерного сплавления смеси стального порошка с порошком карбида вольфрама. Получены и испытаны образцы композита из аустенитной стали 12Х18Н10Т с частицами карбида вольфрама. Предварительно порошок WC плакирован никелем методом газового транспорта. Определено, что оптимальное количество порошка «ядро-оболочка» WC/10Ni в композиции для аддитивных производств лежит в пределах 15–20 мас. %. Изучены структура и свойства новых материалов. Показано, что в процессе печати карбид вольфрама частично растворяется в металле, легируя сталь. Выявлено, что частицы карбида приобретают округлую форму, что может приводить к дисперсионному упрочнению сплава; пределы текучести и прочности возрастают до 600 и 720 МПа, соответственно. Установлено, что наличие твердой карбидной фазы увеличивает твердость и износостойкость материала в три раза.
Mechanical characteristics of additively manufactured ODS 316L and 316H alloys with and without post-build processing / Thak Sang Byun, Yan-Ru Lin, David A. Collins [et al.] // JOM. – 2025. – Vol. 77, № 6. – P. 4519–4534.
Переведенное заглавие: Механические характеристики дисперсно-упрочненных сталей 316L и 316H, изготовленных с применением аддитивных технологий, с последующей обработкой и без нее.
Изучена возможность разработки дисперсно-упрочненных оксидами сплавов, с использованием аддитивных технологий. Для оценки влияния технологических параметров на микроструктуру и свойства была использована растровая электронная микроскопия. Новые технологии обработки дисперсно-упрочненных оксидами сплавов позволили увеличить предел текучести на 400% и предел прочности при растяжении на 60% по сравнению с коваными нержавеющими сталями, сохраняя при этом значительную пластичность и трещиностойкость. Подробно описаны новые и экономичные способы обработки аустенитных сплавов с использованием аддитивного производства. Изучены механические и микроструктурные характеристики разработанных материалов.
Preparation of TC4–TA15 bimetallic materials by laser melting deposition: microstructure and mechanical properties at the interfacial union / Pengfei Li, Sailan Wang, Xiaodan Li [et al.] // JOM. – 2025. – Vol. 77, № 4. – P. 1873–1884.
Переведенное заглавие: Использование лазерной наплавки для получения биметаллических материалов TC4–TA15: микроструктура и механические свойства на границе раздела фаз.
Изучено применение технологии лазерной наплавки (LMD) для изготовления биметаллических композитов, в частности, TC4–TA15. Два различных биметаллических образца были успешно синтезированы путем последовательного нанесения порошков из взаимодополняющих сплавов на подложки из титановых сплавов TC4 и TA15. Проведен анализ микроструктуры, фазового состава, характеристик поверхности раздела фаз и механических свойств образцов. Результаты показали, что композиты TA15/TC4 имели высокий предел текучести и предел прочности при растяжении по сравнению с материалами TC4/TA15, при этом предел прочности при растяжении составил 1055,38 МПа, что на 19,18% выше, чем у TC4. На границе раздела TA 15/TC4 наблюдалась переходная область шириной около 30 мкм.
Z. van der Velden, Z. On the yield anisotropy in laser powder bed fusion-produced beta titanium alloys / Z. van der Velden, P. McKeown, S. Tekumalla // JOM. – 2025. – Vol. 77, № 4. – P. 1898–1904.
Переведенное заглавие: Анизотропия текучести бета-титановых сплавов, полученных методом лазерной сварки в порошковом слое.
Технология аддитивного производства на основе лазерной сварки в порошковом слое (LPBF) обеспечивает высокое разрешение печати, что позволяет создавать сложные геометрические формы. Однако анизотропия является серьезной проблемой, влияющей на свойства материалов LPBF. Исследована механическая анизотропия ОЦК-сплава Ti–45Nb, полученного методом лазерной сварки в порошковом слое, который обладает слабо вытянутой (почти равноосной) микроструктурой без ориентации зерен. Определено влияние микроструктурных особенностей материалов, таких как морфология зерен, ячеистые структуры, границы зоны расплава и кристаллографическая текстура, на анизотропное поведение. Особое внимание уделено границе раздела расплава и его роли в механической анизотропии (текучести).
Вы можете заказать представленные на выставке издания, используя форму. Мы забронируем их для вас и сообщим, в каком читальном зале они будут доступны.
Заказать издания может только читатель РНТБ.
Вы также можете заказать фрагменты полных текстов, воспользовавшись услугой электронная доставка документов либо услугой электронный абонемент (услуги платные).