В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ провели исследование электромагнитных, тепловых и гидродинамических процессов при левитационной плавке металлов. Об этом сообщили в пресс-службе НГТУ НЭТИ.
При левитационной плавке металл расплавляется без соприкосновения со стенками печи благодаря воздействию электромагнитного поля. Этот метод обеспечивает высокую чистоту сплава, минимизирует потери материала и улучшает однородность структуры конечного изделия.
Максим Андреев, аспирант кафедры автоматизированных электротехнологических установок, продемонстрировал эффективность плавки в взвешенном состоянии по сравнению с традиционными методами, используемыми в индукционных, канальных и газовых печах. Преимущество левитационной плавки заключается в отсутствии контакта с тиглем, что снижает количество отходов и повышает производительность. Исследование проводилось под руководством Андрея Морева, старшего преподавателя кафедры АЭТУ.
Эта работа имеет важное научное значение, так как позволяет глубже изучить процессы теплопередачи, формирования вихревых потоков в расплаве и взаимодействия электромагнитного поля с проводящей средой. Полученные знания необходимы для создания более эффективных и надежных технологических решений.
«С практической точки зрения моделирование позволит управлять параметрами плавки и повышать качество алюминиевых изделий, в том числе для авиационной, электронной, пищевой и автомобильной отраслей», – рассказал Максим Андреев, добавив, что левитационная плавка будет выгодна в разрезе экономики: она уменьшит износ оборудования и снизит количество отходов и потери цветных металлов.
Аспирант создал 2D-модель с использованием программного комплекса ANSYS для изучения ключевых параметров установки. Модель позволяет анализировать распределение плотности тока и сил Лоренца в расплаве, потребляемую мощность, температурное поле, структуру течения жидкого металла и форму его свободной поверхности. Также был разработан алгоритм для интеграции электромагнитных и теплогидродинамических задач. Для его реализации создана специализированная программа, на которую получен патент.
Учёные подтвердили эффективность метода, так как полученные результаты согласуются с данными Сергея Спитанса, физика-исследователя в области электромагнитной левитационной плавки металлов. Это исследование заложит основу для будущих работ по плавке других металлов и увеличению объёма расплава.
Технологии обработки металла развиваются и в сторону 3D-печати. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», «Росатом» показал малогабаритный 3D-принтер RusMelt 150M, собранный из российских и белорусских компонентов. Он печатает металлом по технологии SLM, а в его сборке использованы белорусские узлы и российские лазер, управление и ПО.