超声波使3D打印更坚固

日前发表在《自然通讯》杂志上的一项研究发现,高频声波会对3D打印合金的内部结构产生重大影响,使其比传统增材制造的合金更坚固、更一致。

研究的主要作者,墨尔本皇家墨尔本理工大学工程学院的博士候选人卡梅洛·托达罗说:“3D打印合金的微观结构通常是由细长的大晶体组成。由于它们较低的机械性能和增加的在印刷过程中开裂的趋势,这可能使它们在工程应用中不那么受欢迎。”

施加超声波改变了这一点,使用该工艺制成的合金看起来明显不同。托达罗说:“合金晶体非常细且完全等轴,这意味着它们在整个印刷金属零件上的各个方向均等地形成。”

该团队尝试使用两种主要的商业级合金进行超声处理:Ti-6Al-4V,一种通常用于飞机零件和植入物的钛合金;另一种是钛合金。Inconel 625,一种用于海洋和石油行业的镍基高温合金。测试表明,与传统增材制造相比,这些零件的拉伸强度和屈服应力提高了12%。通过在打印过程中打开和关闭超声发生器,该团队还能够展示如何用不同的微观结构和成分来制作3D打印结构的不同部分。 

超声波使3D打印更坚固

论文合著者马昆说:“尽管我们使用了钛合金和镍基高温合金,但我们希望该方法可以适用于其他商业金属,例如不锈钢,铝合金和钴合金。预计这项技术可以扩大规模,以实现大多数与工业相关的金属合金的3D打印,以用于性能更高的结构零件或结构渐变合金。”

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