青岛科元三维 | 青岛3D打印

Solution

新闻资讯
您的位置:首页 > 新闻动态

可编程微观结构和性能的金属3D打印技术

编辑:科元三维 更新时间:2023-11-08 浏览次数:260

研究人员开发了一种3D打印金属的新方法,有助于降低成本并更有效地利用资源。
2023年11月2日,南极熊获悉,这种方法是由剑桥大学领导的研究团队开发的,它允许在3D打印过程中将结构性修改“编程”到金属合金中,微调其性能,而无需使用已经使用了数千年的“加热和锤打”工艺。
该研究团队开发的新方法将两个领域的最佳品质融合在一起:3D打印实现的复杂形状与传统方法允许的金属结构和性能设计能力。通过控制材料在熔化和凝固过程中的方式以及产生的热量,研究人员可以对最终材料的特性进行编程。通常情况下,金属被设计成坚固和耐用,以确保其安全用于结构应用。虽然3D打印的金属本质上很坚固,但也很脆。
△这一研究成果已在《自然通讯》杂志上发表,题目为“具有可编程微观结构和性能的合金增材制造”
可编程金属工艺遇到的问题
与其他制造方法相比,3D打印具有多种优势。例如,利用3D打印可以更轻松地生产复杂的形状,同时减少了与传统金属制造方法相比所需的材料用量,从而提高了生产效率。然而,它也存在显而易见的缺点。
领导这项研究的剑桥大学工程系的Matteo Seita博士表示:“3D打印有广泛的应用前景,但其成本较高,尤其在工业领域。其中一个主要成本因素是在制造后需要进行的材料调整。”
△通过设计的微观结构定制机械性能
自古铜器时代以来,金属零件的制造一直采用加热和锻造的传统方法。这一方法通过敲打使材料硬化,然后通过加热使其软化,使制造商能够将金属制成所需的形状,并赋予其物理特性,例如柔韧性或强度。
Seita说:“加热和敲打之所以如此有效,是因为它改变了材料的内部结构,从而可以控制其性能,这就是为什么它几千年后仍在使用。”
目前,3D打印技术的一个主要缺点之一是无法以相同的方式控制内部结构,这就是为什么需要进行大量的后期制作修改的原因。Seita表示:“我们正在努力寻找一些方法,以恢复部分结构工程能力,而不需要依赖加热和敲打,这将有助于降低成本。如果能够控制金属的所需属性,就可以更好地利用3D打印的环保优势。”
△通过激光粉末床熔合 (LPBF) 实现不锈钢 316L (SS316L) 的可编程热稳定性
可编程金属工艺的未来
Seita与来自新加坡、瑞士、芬兰和澳大利亚的同事合作,开发了一种新的金属3D打印“配方”,能够在激光熔化材料的过程中高度控制材料的内部结构。
研究人员开发的策略通过将3D打印金属部件放入相对较低温度的熔炉中触发微观结构的受控重构,以完全控制强度和韧性。他们的方法使用传统的基于激光的3D打印技术,但对流程进行了一些微小的调整。
Seita表示:“我们发现激光可以像‘微型锤子’一样,在3D打印过程中硬化金属。然而,当同一激光第二次熔化金属时,会松弛金属的结构,从而在将零件放入熔炉时允许结构重新配置。”
他们的3D打印钢经过理论设计和实验验证,由强韧材料交替区域制成,其性能可与通过加热和敲打制成的钢相媲美。

Seita还指出:“我们相信这种方法可以降低金属3D打印的成本,从而提高金属制造业的可持续性。未来,我们还希望能够绕过熔炉中的低温处理,进一步减少3D打印零件在工程应用中所需的步骤数。”.

该文章转载于“南极熊3D打印网”如果您发现本网站上有侵犯您的知识产权的内容,请与我们取得联系,我们会及时修改或删除

热点新闻

热点新闻

青岛科元三维智能科技有限公司
- 全 - 国 - 咨 - 询 - 热 - 线 -
13206432890
联系我们
地址:青岛市城阳高新区同顺路招商网谷15号楼青岛3d打印中心

邮箱: wangli@keyscien.com

电话:13206432890


Copyright © 2019 - 2020 青岛科元三维智能科技有限公司 版权所有  青岛科元三维智能科技有限公司 备案号:鲁ICP备20009934号-1