AP26198529 – 3D үлгісін басып шығару және балқытылатын үлгіні құю арқылы күрделілігі жоғары алюминий құймаларын өндіру технологиясын әзірлеу
Мақсаты – Өндіріс шығындарын төмендетуге, өндіріс уақытын қысқартуға және стратегиялық маңызды салалар үшін өнім сапасын арттыруға мүмкіндік беретін модельдердің 3D басып шығаруын және балқытылатын құюды пайдалана отырып, күрделі пішінді алюминий құймаларын өндіру технологиясын әзірлеу және енгізу.
Жобаның өзектілігі: Жобаның өзектілігі Қазақстанда жоғары қосылған құны бар жоғары технологиялық өндірістерді дамыту және өнеркәсіптік өнім импортына тәуелділікті төмендету қажеттілігімен байланысты. Алюминийден құйылған бұйымдар экономиканың негізгі салаларында кеңінен қолданылады, алайда оларды өндірудің қолданыстағы технологиялары жоғары шығындармен, ұзақ өндірістік циклдармен және төмен экологиялық тиімділікпен сипатталады. Дәстүрлі құю әдістері қымбат жабдықты қажет етеді және күрделі геометриялы бұйымдарды дайындауда жеткілікті икемділікті қамтамасыз етпейді. Сонымен қатар, аддитивті технологиялар инновациялық әлеуетіне қарамастан, жабдықтың және өнімнің жоғары құнына байланысты шектеулі қолданысқа ие. Бұл цифрлық өндіріс пен дәстүрлі құю технологияларының артықшылықтарын біріктіретін баламалы шешімдерді әзірлеу қажеттілігін туындатады. Ұсынылып отырған жоба отандық өндірістің бәсекеге қабілеттілігін арттыруға және елдің тұрақты өнеркәсіптік дамуын қамтамасыз етуге бағытталған тиімді әрі экономикалық негізделген технологияны жасауға арналған.
Ғылыми жетекші: Ph.D. докторы, Аға оқытушы, Меркибаев Ерик Серикович
Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер: Жоба аясында 3D-басып шығару модельдері мен балқымалы модельдер бойынша құюды біріктіру негізінде күрделі алюминий құймаларын алу технологиясы әзірленіп, ғылыми тұрғыдан негізделді. Полилактидтің (PLA) термодинамикалық қасиеттеріне талдау жүргізіліп, басып шығару және кейінгі өңдеудің оңтайлы температуралық режимдері анықталды. PLA-ның негізгі параметрлері, соның ішінде шынылану, балқу және деструкция температуралары белгіленіп, модель сапасына әсері айқындалды. Қолжетімді 3D-басып шығару технологияларына баға беріліп, құны, қолжетімділігі және технологиялық икемділігі тұрғысынан FDM технологиясы ең тиімді деп танылды. Гидродинамикалық және конструкциялық талаптарды ескере отырып, күрделі геометриялы турбокомпрессор дөңгелегінің цифрлық моделі жасалды. PLA материалынан прототиптерді басып шығару бойынша эксперименттік жұмыстар жүргізіліп, жоғары дәлдік пен пішін тұрақтылығы қамтамасыз етілді. Модельдерді басып шығару үшін геометрия мен қабатаралық адгезияны бақылауға мүмкіндік беретін G-code әзірленіп, сынақтан өтті. Құю процесінде полимерлік модельдерді қорғау үшін отқа төзімді жабындар зерттеліп, әртүрлі құрамдар талданды. Ең тиімді жабын ретінде жоғары термотұрақтылық пен газ өткізгіштік қасиеттерге ие ZrSiO₄ және коллоидты SiO₂ негізіндегі жүйе анықталды. Отқа төзімді жабынды кептірудің оңтайлы параметрлері, атап айтқанда 50 ± 5 °C температура және 2–4 сағат уақыт аралығы белгіленді. Эксперименттік түрде жабынның жоғары адгезиясы, біркелкілігі және полимерді күйдіру кезіндегі тұрақтылығы дәлелденді. Алынған нәтижелер сапаны арттыруға, шығындарды азайтуға және құю өндірісінің мүмкіндіктерін кеңейтуге бағытталған жаңа PRINT2CAST технологиясын енгізуге негіз болады.
Жарияланымдар тізімі
- Меркибаев Е.С., Чепуштанова Т.А., Берлибек А.М., Толегенова А.К., Нугумаров Ш.Т. Development of a technology for the production of aluminum castings using 3D printing of models and lost-wax casting // Kompleksnoe ispolzovanie mineralnogo syrya = Complex Use of Mineral Resources. – 2026. – Т. 337, № 2. – С. 108–116. – DOI: https://doi.org/10.31643/2026/6445.22