УДК 669.1

Управляемое разрушение как перспективный метод обработки материалов

Лукоянов Максим Андреевич – аспирант Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева.

Аннотация: На текущий момент времени металлообработка является одним из наиболее актуальных и активно развивающихся направлений промышленности. Особенную актуальность и перспективы своего развития получают методы управляемого разрушения. Основной целью представленной статьи является выполнение анализа относительно особенностей и преимуществ различных методов управляемого разрушения. В результате работы обоснована актуальность и эффективность использования именно лазерного излучения для решения исходной задачи. Материалы работы могут быть полезны для современных предприятий, обосновывая необходимость применения именно лазерной технологии.

Ключевые слова: управляемое разрушение, лазер, металл, лазерная обработка, металлообработка, обработка материалов.

Обработка материалов является одной из основных задач в современной сфере промышленности. Обработка материалов представляет собой технологический процесс, суть которого состоит в физическом воздействии на материал [1]. Так, в результате обработки могут быть изменены физические и механические свойства, размеры, структура и иные характеристики. В результате выполнения данных задач получаются готовые к дальнейшему использованию детали. При этом наибольшую актуальность приобретает вопрос обработки именно металла, использование которого необходимо практически в каждой современной сфере промышленности.

Одним из наиболее перспективных и имеющих особое внимание на сегодняшний день методом обработки материалов является управляемое разрушение. Управляемое разрушение металлов имеет большое значение в промышленности из-за ряда преимуществ, которые оно предоставляет [2]. Неконтролируемое разрушение металлических конструкций может привести к серьезным последствиям, таким как аварии, потеря человеческих жизней и материальных средств. В этом контексте управляемое разрушение является эффективным методом обеспечения безопасности и экономии ресурсов. Так, одним из ключевых преимуществ управляемого разрушения является возможность контролировать процесс разрушения, что позволяет предотвратить неожиданные отказы и аварийные ситуации. Это особенно важно для металлических конструкций, работающих в условиях высоких нагрузок и вибраций.

Другим важным преимуществом управляемого разрушения является возможность увеличить прочность и долговечность металлических конструкций путем контролируемого усталостного разрушения. Это позволяет значительно повысить эффективность использования материалов и сократить затраты на обслуживание и ремонт оборудования [3]. Актуальность управляемого разрушения металлов в промышленности заключается в его способности обеспечить безопасность, надежность и экономическую эффективность производственных процессов. Развитие и применение новых технологий в этой области позволят улучшить качество и надежность металлических конструкций, что в итоге приведет к повышению производительности и конкурентоспособности предприятий.

Управляемое разрушение металлов представляет собой процесс контролируемого разрушения материала с целью улучшения производственных процессов или достижения определенных целей. Существует несколько методов управляемого разрушения металлов, которые применяются в различных отраслях промышленности, таких как авиационная, космическая, машиностроительная и другие [4]. Один из методов управляемого разрушения металлов - это трещинообразование и увеличение трещины под воздействием управляемой энергии, такой как ультразвук, лазерное излучение или электрический ток. Этот метод позволяет контролировать процесс разрушения материала и предотвращать неожиданный обрыв деталей.

Другой метод - механическое разрушение с использованием специальных устройств, таких как гидравлические пресса, которые могут создавать необходимое напряжение и деформацию для разрушения материала [5]. Этот метод применяется в процессах обработки металлов, например, для изготовления сложных форм или улучшения свойств материала. Также существует метод управляемого вырезания металла с помощью высокоточных инструментов, таких как лазерное или водоструйное оборудование, которые позволяют создавать высококачественные вырезы и отверстия в металлических деталях.

При всем при этом наиболее оптимальным и требующим особого внимания в связи со своей потенциальной эффективностью методом управляемого разрушения является использование лазерного излучения. Управляемое разрушение металлов с использованием лазерного излучения является актуальной темой из-за его широкого спектра применений в промышленности и науке. Этот метод позволяет эффективно и точно обработать металлические поверхности, создавая высококачественные изделия с минимальными потерями материала.

Применение лазерного излучения для управляемого разрушения металлов обеспечивает высокую скорость обработки, что экономит время и ресурсы производителей. Кроме того, данный метод позволяет достичь высокой точности и качества обработки, что особенно важно при производстве металлических изделий с сложными формами и микроскопическими деталями. Лазерное разрушение также широко применяется в научных исследованиях для изучения свойств металлов и материалов на микро- и нано-уровнях. Этот метод позволяет проводить точные эксперименты и получать новые данные о поведении материалов под воздействием высокой энергии лазерного излучения.

Важно подчеркнуть, что управляемое разрушение с помощью лазера является наиболее эффективным и точным способом обработки металлических материалов [6]. Основным преимуществом данного метода является возможность точного контроля глубины и формы обработки, что позволяет создавать сложные детали с высокой точностью. Использование лазера также позволяет сократить время обработки и повысить производительность за счет высокой скорости и точности выполнения операций. Также данный метод обладает меньшим воздействием на окружающую среду, так как не требуется применение химических веществ или огнеупорных материалов. В целом, управляемое разрушение металлов с помощью лазера является эффективным и экологически чистым способом обработки металлических материалов.

Таким образом, основной целью представленной статьи являлось выполнение анализа относительно вопроса управляемого разрушения в качестве перспективного метода обработки материалов. В рамках работы актуализирована задача развития данных методов, а также применение управляемого разрушения именно для металлов. В статье представлены технологические особенности и методы управляемого разрушения, используемые в современной промышленной сфере. Каждый из этих методов управляемого разрушения металлов имеет свои особенности и применяется в зависимости от требуемых результатов и условий производства. При этом все они позволяют контролировать процесс разрушения металлов и повышать эффективность производственных процессов. В заключение важно отметить, что управляемое разрушение металлов с использованием лазерного излучения является актуальной темой, которая продолжает развиваться и находить новые области применения в промышленности и научных исследованиях.

Список литературы

Кутепов С.Н., Калинин А.А., Гвоздев А.Е. Современные стали для быстрорежущей обработки металлических сплавов // Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. №10. С. 597-607.
Бабкин А.В., Ладов С.В., Федоров С.В. Технологии разрушения и разделения материалов на основе электродинамических воздействий // Инженерный журнал: наука и инновации. 2015. №2 (38). С. 7-14.
Иващенко Ю.Г., Мамешов Р.Т. Управляемые воздействия на структурообразование и свойства цементных бетонов // Вестник ДГТУ. Технические науки. 2022. №2. С. 123-132.
Усов А.Ф., Хи М. Арктические перспективы электроимпульсного способа разрушения материалов и задачи их научно-технического обеспечения // Вестник Кольского научного центра РАН. 2016. №2 (25). С. 111-123.
Кудина А.В., Сокоров И.О. Коррозия - биотехническая система разрушения технических объектов, снижающая их качество и надежность // Наука и техника. 2020. №6. С. 512-520.
Жарков Д.Н., Зябрева Д.С., Хлудов А.С. Современное состояние проблемы обеспечения разрушения витка стружки // Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. №8. С. 23-29.