סוף סוף, פשוט 3-D מדפסת מתכת

Anonim

משמש לייצור אובייקטים תלת מימדיים של כמעט כל סוג, על פני מגוון רחב של תעשיות, כולל בריאות, תעופה והנדסה, 3-D חומרים מודפסים הגיעו בגיל בעשור האחרון. מחקר שפורסם בכתב העת " חומרים היום" מדגים גישה חדשה להדפסה תלת-ממדית כדי למזג חוטים מתכתיים העשויים מזכוכית מתכתיים לחפצים מתכתיים.

יאן Schroers, פרופסור להנדסת מכונות וחומרים חומרים באוניברסיטת ייל ו Desktop Metal, Inc, ב ברלינגטון, מסצ 'וסטס, ארה"ב, יחד עם עמיתים מציינים כי 3-D הדפסה של thermoplastics הוא מתקדם מאוד, אבל 3-D הדפסה של המתכות עדיין מאתגרות ומוגבלות. הסיבה לכך היא כי מתכות בדרך כלל לא קיימים במדינה כי הם יכולים להיות extruded בקלות.

"הראינו תיאורטית בעבודה זו, כי אנו יכולים להשתמש במגוון של משקפיים מתכתיים אחרים בתפזורת, והם פועלים על ביצוע התהליך מעשי יותר, מסחרית שמיש לעשות הדפסה 3-D של מתכות קל ומעשי כמו 3-D הדפסת תרמופלסטים ", אמר פרופ 'שררס.

שלא כמו מתכות קונבנציונאלי, משקפיים מתכתיים בתפזורת (BMGs) יש אזור נוזלי סופר מקורר בפרופיל התרמודינמי שלהם והם מסוגלים לעבור ריכוך מתמשך על חימום - תופעה כי קיים תרמופלסטיים, אבל לא מתכות קונבנציונאלי. פרופ 'Schroers ועמיתיו הראו כך BMGs ניתן להשתמש ב 3-D הדפסה כדי לייצר מוצק, חוזק גבוה רכיבים מתחת בתנאי הסביבה מהסוג המשמש תרמופלסטיים 3-D הדפסה.

העבודה החדשה יכולה צעד צדדי את הפשרות הברורות בבחירת רכיבים תרמופלסטיים על רכיבי מתכת, או להיפך, עבור מגוון רחב של חומרים יישומים הנדסיים. ייצור מוספים של מרכיבי מתכת פותחה בעבר, שבו תהליך אבקה למיזוג המיטה משמש, אולם זה מנצל מקור חימום מקומי מאוד, ולאחר מכן גיבוש של אבקת מתכת בצורת המבנה הרצוי. גישה זו יקרה ומורכבת ודורשת מבני תמיכה לא מסולפים שאינם מעוותים על ידי הטמפרטורות הגבוהות של תהליך הייצור.

הגישה של פרופ 'שררס ועמיתיו מפשטת את הייצור התוספי של מרכיבים מתכתיים על ידי ניצול ההתנהגות הייחודית של ריכוזי מינרלים של BMG. מתואמים עם זה כמו תכונות פלסטיק הם חוזק גבוה וגבולות אלסטיים, קשיחות שבר גבוה, עמידות בפני קורוזיה גבוהה. הקבוצה התמקדה BMG עשוי זירקוניום, טיטניום, נחושת, ניקל בריליום, עם נוסחה סגסוגת: Zr44Ti11Cu10Ni10Be25. זה מאופיין היטב וזמין חומר BMG.

הצוות השתמש מוטות אמורפי של 1 מ"מ (מ"מ) קוטר של אורך 700mm. הבלטה ממוצעת של 460 מעלות צלזיוס משמש כוח שחול של 10-1000 ניוטונים כדי לאלץ את סיבי מרכך דרך חריר בקוטר 0.5 מ"מ. הסיבים הם extruded מכן לתוך 400 ° C נירוסטה רשת שבה התגבשות לא מתרחשת עד לפחות יום עבר, לפני שחול מבוקר רובוטית ניתן לבצע כדי ליצור את האובייקט הרצוי.

בתשובה לשאלה מה האתגרים נשארים לקראת הפיכת דפוס BMG 3-D לטכניקה רחבת היקף, הוסיף פרופ 'שררס: "על מנת להשתמש בהדפסה תלת מימדית של BMG, יש להשיג חומרי גלם מעשיים של BMG הזמינים עבור מגוון רחב של BMG כדי להשתמש במיתוג נימה התמזגו מסחרית, שכבת שכבה ל-שכבת חייב להיות אמין יותר ועקבי. "

menu
menu