Главная исследовательская задача кафедры - разработка методик и инструментария создания конструкций из разнородных металлов с заданными физик-химическими свойствами методами лазерных аддитивных технологий.

Исследования провлдятся при поддержке мега-гранта Министерства образования и науки РФ с приглашенным профессором Михаэлем Шмидтом (Friedrich-Alexander University in Erlangen-Nuremberg) и другими грантами Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).

В рамках исполнения контракта №14.Z.50.31.0023 от 04.03.2014 г. была создана лаборатория Аддитивных лазерных технологий. Лаборатория аддитивных технологий КНИТУ-КАИ осуществляет исследования в следующих областях знаний: лазерная наплавка; лазерная резка; оптическая диагностика. В рамках этих направлений используется инструментарий как теоретического анализа и численного моделирования, так и полный спектр оборудования для практических и натурных исследований.

Научно-исследовательские лаборатории:

• Лаборатория аддитивных лазерных технологий
• Лаборатория оптической диагностики
• Лаборатория исследования порошковых материалов
• Лаборатория материаловедения и исследования поверхностей
• Лаборатория математического моделирования
• Лаборатория элементного анализа веществ
• Исследовательский сектор сверхзвуковой лазерной наплавки
• Сектор трехмерного прототипирования

Кафедра активно участвует в научно-исследовательских и хоздоговорных работах с ведущими промышленными предприятиями, а также российскими и зарубежными университетами, в частности реализуется совместная магистерская программа с университетом Фридриха-Александа в Эрлангене (Германия) в рамках проекта «ГРИНТ» - Германо-Российский институт новых технологий.
др.).

Команда исследователей КНИТУ-КАИ обладает комплектом самого современного оборудования для проведения исследований в области лазерных, в том числе и аддитивных технологий. Лазерные технологические установки (выпуска не ранее 2014 года) для лазерной резки, сварки, упрочнения, традиционной порошковой лазерной наплавки и сверхзвуковой лазерной наплавки производства известной компании IPG Photonics позволяют проводить исследования физико-химических и технологических процессов в условиях, максимально приближенных к реальному производству.

Для диагностики газовых и порошковых потоков имеется оригинальная шлирен-система с высокоскоростной регистрацией теневых изображений, а также PIV система и трехкомпонентный лазерный допплеровский анемометр Dantec Flow Explorer.

Исследование пространственного распределения температуры в ванне расплава проводится с использованием тепловизионной камеры FLIRSC7700 BB и оригинального многоволнового пирометра с высоким спектральным и временным разрешением.

Имеется полностью укомплектованная металлографическая лаборатория для исследования структуры металла, начиная от подготовки металлических шлифов до их микроскопического исследования на оптических, электронных и атомно-силовых микроскопах и исследование микротвердости и механических свойств. Для неразрушающего контроля внутренней структуры изделий имеется рентгеновский томографсерии XViewTM модель Х5000 фирмы NSI, обеспечивающий пространственное разрешение 100 мкм.

Для работы с порошковыми материалами имеется специальная лаборатория где проводится хранение, подготовка порошковых смесей, исследование фракционного, химического и фазового состава порошковых материалов. Для придания порошковым частицам сферической формы имеется плазменная технологическая установка. Для комплексного исследования свойств применяемого порошкового материала используется рабочая станция Auriga CrossBeam фирмы Carl Zeiss с приставкой для локального рентгеноспектрального энергодисперсионного микроанализа INCA X-Max (Oxford, Великобритания). Для визуального наблюдения микрочастиц в цветовом диапазоне применяется оптический микроскоп Axio Imager фирмы Carl Zeiss. Измерение диаметров частиц производится в среде программного обеспечения микроскопа Carl Zeiss Axio Vision ver. 4.8.2. оснащенным специализированным пакетом для обработки статистических данных Minitab (ver. 16). Универсальная рабочая станция AURIGA CrossBeam включает в себя не только сканирующий электронный микроскоп, но и технологическую станцию с FIB (фокусируемый ионный луч). С его помощью проводится формирование профилей на поверхности образцов (пластин) путем вытравливания канавок и цилиндрических отверстий, а также для подготовки образцов при исследовании структуры с помощью просвечивающей электронной микроскопии.