Аннотация
В центре внимания авторов находятся актуальные проблемы, с которыми сталкиваются производственники, использующие аддитивные стержни в производстве стальных отливок ответственного назначения, к которым помимо высокой стоимости ими отнесены высокие риски получения поверхностных дефектов литья и невысокая экологичность процесса. Цель работы - теоретически обоснованный выбор вариантов организационных и технических решений, минимизирующих эти риски применительно к производству конкретного предприятия. Для этого определили возможные направления поиска решения, к которым отнесли технологический режим 3D-печати, материал аддитивного стержня, покрытие рабочей поверхности стержня, контактирующей с металлическим расплавом, и проводили информационно-аналитический обзор открытых источников, содержащих описание опыта решения проблемы по указанным направлениям. В итоге остановились на золь-гель-методе в качестве базового для дальнейшей проработки, сформулировали модельное постадийное представление о будущей технологической схеме формирования эффективного покрытия на рабочей поверхности аддитивного стержня и теоретически показали наличие необходимых предпосылок успешного применения золь-гель-метода для формирования керамического покрытия на поверхности аддитивного литейного стержня, позволяющего минимизировать риски получения дефектов и повысить экологичность производства стального литья ответственного назначения со сложной геометрией и тонкими стенками. Полученные результаты проходят экспериментальную проверку для уточнения параметров технологической схемы и последующего внедрения в действующее производство предприятия.
Ключевые слова:
промышленный 3D-принтер, аддитивный литейный стержень, стальная отливка ответственного назначения, поверхностные дефекты, экологичность, покрытие рабочей поверхности стержня, золь-гель-метод, технологические добавки
1. Куликов C.А., Куликов Ю.А. Анализ свойств литейных стержней, изготовленных по фуран-процессу методом аддитивных технологий и традиционным способом // Литье и металлургия. 2025. №3. С. 29-35.
2. Леушин И.О., Герасимов А.В., Любомиров Д.А. Применение аддитивных песчаных стержней на примере изготовления отливки «Аппарат направляющий» из коррозионностойких сталей // Высокие технологии в машиностроении: материалы XXI Всероссийской научно-технической конференции с международным участием (Самара, 10–12 апреля 2024 года). Самара: Самарский государственный технический университет, 2024. С. 254-260.
3. Лазаренков А.М., Садоха М.А. Исследование воздушной среды рабочих зон литейных цехов при современных технологиях изготовления стержней и форм // Литье и металлургия. 2022. №3. С. 122–126.
4. Фуран-процесс [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.ucp-ha.ru/furan-process/ (дата обращения: 17.12.2025).
5. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М: ФИЗМТЛИТ, 2005. 416 с.
6. Евстропьев С.К., Никоноров Н.В. Жидкостные методы получения оптических наноматериалов. СПб: Университет ИТМО, 2018. 84 с.
7. Комаров О.С., Розенберг Е.В. Золь-гель-технология как основа для защитных покрытий в литейном производстве // Современные технологии для заготовительного производства: сборник научных работ Республиканской научно-технической конференции. Минск: БНТУ, 2022. С. 56-58.
8. Золь-гель технология: наипростейший путь к новой технологии материалов // Реферативный журнал. 19. Химия. 19М. Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов. [Электронный ресурс]. 2005. №21. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=9101447 (дата обращения: 17.12.2025).
9. Sheveleva E., Shevelev S., Sokolovskiy A., Zeinidenov A.K. Investigation with using thermal analysis of gas evolution and sintering of nanopowders of zirconia prepared by sol-gel method // Bulletin of the Karaganda University. Physics Series. 2020. No.1(97). Рр. 88-96.
10. Орлов Е.Ю., Бельских Г.Н., Кузьменко А.П. Разработка теплоизоляционного нанокомпозита с помощью золь-гель-технологии для использования в авиационной промышленности // Современные материалы, техника и технологии. 2015. №1(1). С. 177-179.
11. Мошняга М.А., Гринберг Е.Е., Почиталкина И.А. Получение высокочистого кристобалита с использованием «золь-гель»-алкоголятной технологии // Успехи в химии и химической технологии. 2021. Т. 35, №6(241). С. 75-76.
12. Литье по выплавляемым моделям / под ред. Я.И. Шкленника, В.А. Озерова. М.: Машиностроение, 1971. 436 с.
13. Иванов В.Н., Казеннов С.А., Курчман Б.С. [и др.] Литье по выплавляемым моделям. М.: Машиностроение, 1984. 408 с.
14. Лясников К.О., Чернышова О.В., Логинов К.О. Золь-гель синтез-метод получения функциональных материалов // Функциональные материалы: Синтез. Свойства. Применение YOUNG ISC 2024: тезисы докладов Всероссийской молодежной научной конференции с международным участием (Санкт-Петербург, 03-06 декабря 2024 года). Санкт-Петербург: «ЛЕМА», 2024. С. 95.
15. Силикатные ксерогели и вспененные материалы, формируемые золь-гель методом / Подденежный Е.Н., Бойко А.А., Алексеенко А.А. [и др.] // Вестник Гомельского государственного технического университета им. П.О. Сухого. 2005. №2. С. 3-10.