使用金属玻璃科学家开发出一种3D打印金属的方法

翟洁晨
导读 3D导向打印又称增材制造,是未来工业发展的重要方向。这种技术能够以更简单、更快速、更节省资源的方式创造出各种3D打印,也被称为增材制造

3D导向打印又称增材制造,是未来工业发展的重要方向。这种技术能够以更简单、更快速、更节省资源的方式创造出各种3D打印,也被称为增材制造,是未来工业发展的一个重要方向。这种技术可以更简单、更快速、更节省资源地制造出各种需要的产品,但要真正取代现有的工业制造方式,必须克服一个很大的问题。——如何打印金属材料?

最近,耶鲁大学机械工程和材料科学系的Sielleur教授及其同事开发了一种可用于3D打印的金属材料,有望解决这一问题。

打印金属一般金属材料很难用于3D打印,因为它们的熔点往往高于900度。虽然一种3D打印技术,粉末床熔融工艺,可以熔化金属并在平台上冷却。

但是这种技术热源高度集中,成型效果不好。此外,由于液态金属的高温,通常需要额外的支撑结构来避免机器因高温而损坏。这种印刷方法既昂贵又复杂。

金属研究人员认为,大块金属玻璃的特殊物理性质可以解决这个问题。与一般金属中有序的原子结构不同,大块金属玻璃属于晶格无序的非晶态金属。

这种性质使其具有较低的液化温度,加热后会逐渐软化,就像热塑性塑料一样,同时具有较高的强度和耐腐蚀性。因此,研究人员用锆、钛、铜、镍和铍制成块状金属玻璃,作为金属3D打印的原料。

我们也推荐工程师首次成功3D打印高强度铝合金,解决老化焊接问题。接下来,研究人员使用470度的高温,在10到1000牛顿的压力下,将原料从直径1毫米的挤压管挤压到直径0.5毫米的不锈钢网上,以确保至少一天不会结晶,然后机器人就可以做出所需的物体形状。

这种打印方法还处于初步研究阶段,还有其他问题需要解决。Sielleur教授说:“要将金属玻璃的打印方法推向市场,必须有不同合金成分的金属玻璃原料供应商;并且成品的强度必须更可靠。然而,这项研究将金属印刷的工艺温度降低到了相对较低的操作范围,相信金属印刷在未来会更简单,更有利于商业化。

参考资料:

E.(未注明)。最后,一个简单的金属3D打印机。新泽西州爱思唯尔沃里尔。使用低熔点合金的熔融细丝制造3D打印。doi :10.18297/etd/2837 Gibson,M等人(2018年)。3D打印金属,如热塑性塑料:金属玻璃的熔融细丝制造。今天的材料。

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