В лаборатории Термомеханики твердых тел Института механики сплошных сред Уральского отделения Российской академии наук (филиала ПФИЦ УрО РАН) введен в эксплуатацию уникальный автоматизированный комплекс по лазерной ударной проковке материалов.
Исследования проводятся в рамках выполнения национального проекта «НАУКА», гранта ФЦП № 075-15-2019-1655 «Поддержка и развитие центра коллективного пользования научным оборудованием "Исследования материалов и вещества" для обеспечения реализации приоритетов научно-технологического развития Российской Федерации» (руководитель академик РАН Матвеенко В.П.).
В состав комплекса входит наносекундный импульсный Nd:YAG лазер Beamtech SGR-Extra с максимальной энергией в импульсе 8.5 Дж и 6-осевой робот-манипулятор с грузоподъемностью 50 кг.
Комплекс позволяет решать широкий класс как фундаментальных, так и прикладных задач. С фундаментальной точки зрения комплекс существенно расширяет возможности ПФИЦ УрО РАН в области исследования физики ударных волн и структурных превращений в конструкционных материалах при интенсивных воздействиях. В результате взаимодействия лазерного излучения с поверхностью вещества возможна генерация ударных волн с амплитудой до 30 ГПа и качественное перестроение внутренней структуры материала.
С прикладной точки зрения комплекс позволяет осуществлять автоматизированную лазерную обработку поверхности деталей сложной геометрии для упрочнения приповерхностных слоев. Данный способ обработки имеет ряд преимуществ над другими методами физико-механической обработки конструкционных материалов, основное из которых глубина (до 1 мм) и величина создаваемых (до 500 ГПа) сжимающих остаточных напряжений. Ударная лазерная обработка деталей современных и перспективных образцов современной техники позволит существенно повысить их усталостную долговечность и коррозионную стойкость.
Разработка фундаментальных основ применения данной технологии ведется сотрудниками лаборатории в кооперации с Институтом исследования материалов Научного центра им. Гельмгольца (Германия) в рамках научного центра мирового уровня «Сверхзвук». Техническую поддержку работ осуществляет отечественное предприятие ООО «Сигма-Про» (г. Новосибирск).
