В настоящее время существует фундаментальная проблема - отсутствие комплексных научных исследований, направленных на разработку новых функциональных материалов для аддитивного производства, создание технологий функционально-градиентного аддитивного производства, включающего цифровое проектирование и оптимизацию конфигурации детали, расположения функциональных зон, тонкостенных и сетчатых элементов, химического состава, а также проектирование и изготовление интеллектуальных конструкций из умных металлических и полимерных материалов.
Актуальность решения указанной научной проблемы заключается в том, что именно цифровые аддитивные технологии способствовали скачкообразному росту исследований и разработок в области новых, в том числе функциональных, материалов. Оптимизация конфигурации детали, расположения структурных зон, тонкостенных и сетчатых элементов, химического состава стала возможна благодаря развитию новых методов цифрового проектирования.
Научная новизна заключается в изучении закономерностей формирования изделий с заданным управляемым химическим составом. В работе производится исследование особенностей формирования переходных зон для предотвращения расслаивания. Кроме того, изучается влияние параметров процесса аддитивного производства и последующей термической обработки на структуру и механические свойства изделий и конструкций.
Данный проект направлен на комплексную разработку новых функциональных материалов для аддитивных технологий, проектирование и создание новых интеллектуальных конструкций и разработку технологий их изготовления.
Со стороны различных отраслей промышленности уделяется большое внимание аддитивным технологиям, также растет номенклатура материалов, применяемых для изготовления изделий с помощью 3D-печати. Аддитивные технологии в настоящее время позволяют формировать сложнопрофильные функциональные изделия, востребованные во многих областях промышленности, медицины и др. Гибкость аддитивных технологий, возможность в кратчайшие сроки проводить модернизацию и вносить корректировки в геометрию изделий без необходимости переработки оснастки выделяет их среди других технологий.