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[金属零件加工网]金属3D打印的重大突破-菠萝三维

作者:易秋      发布时间:2021-04-16      浏览量:0
增材制造。(addditivelmanu

增材制造。(addditivelmanufacturing)是指基于离散堆积原理,由零件三维数据驱动直接制造零件的科技体系。根据不同的分类原则和理解方式,增材制造技术有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多种称呼。

目前,应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢、铁粉、铝粉、铝合金等少数种,还有印刷珠宝用的金、银等贵金属材料。其中,铝合金在3D打印中的优点是熔点低、密度低、可强化、可塑性好、加工方便。但是,该材料的缺陷是化学活性高,加工安全性低,强度低,机械性能差。

最近,美国的HRL实验室(ThehrvardRoboticsLaboratory)获得了AI7075和AI6061)的技术。

HunterMartin和BrennanYahata是该研究团队的共同领导人,他们是HRL实验室的工程师、加利福尼亚大学的博士。HunterMartin表示,我们利用了21世纪的机器,以70年前的成核理论为基础,解决了100年未能解决的问题。相关论文9、月21日发表在《自然》期刊上。

增材制造金属通常以合金粉末为原料,用激光或其他直接加热光源加热,熔化后凝固成薄层,逐层印刷。一般来说,如果是高强度不能焊接的铝合金,比如Al7075或者AL6061,打印得到的产品会出现严重的热裂纹,这些裂纹可能会使金属像饼干一样被撕裂。

HRL实验室利用纳米粒子功能化的方法解决了这个问题。也就是说,利用特定的纳米粒子修饰高强度不能焊接的合金粉末。经过修饰的粉末装入3D打印机,将粉末分层,用激光熔化各层,最终制作3D物体。在熔化和固化过程中,纳米粒子的作用是合金微观结构的核位置,预防热裂纹的出现,完全保留合金强度。

增材制造过程中的熔化和固化类似于焊接,因此HRL实验室的纳米粒子功能化可用于将不可焊接的合金变成可焊接的合金。此外,该技术可规模生产,采用低成本材料,即传统合金粉末和纳米粒子。其中,纳米粒均匀分布在粉粒表面。

Martin说:我们的第一个目标是彻底去除热裂纹,主要控制微观结构。

为了找到合适的纳米粒子(锆基纳米粒子),HRL实验室的研究团队找到了CitrineInformaticstor(该公司建立了庞大的材料数据库),帮助他们在许多可能的系统中找到必要的纳米材料。在我们的研究中,重要的是利用informatics软件。冶金学通常根据要素周期表,寻找可能的合金要素,不断尝试错误。利用informatics软件,基于核心理论,可以选择性地寻找所需性能的材料。通知Citrine,Informatics需要找什么,经过他们庞大的数据分析,可以将可能的材料范围从数百种减少到具体的数种,过程就像大海捞针一样,难易度是可以想象的。

该技术打开了工程用高强度合金增材制造的门,制造的合金非常适合航空器和汽车零件。

另外,该技术也适用于高强度钢和镍基超合金等其他合金系统。凭借这项令人兴奋的新技术,美国HRL实验室也站在金属增材制造(用于研究、工业和防护等)的前列。

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