Інженери знайшли спосіб 3Д-друку надміцного алюмінію

B. Ferguson/HRL Laboratories

Команда дослідників з ХРЛ лабораторій розробила метод, який в кінцевому підсумку дозволяє провести 3Д-друк високоміцних металів і сплавів. Ці матеріали, які працюють у промисловості в тяжких умовах, тепер можуть бути виготовлені швидше і дешевше, ніж будь-коли раніше.

Робота з металом

Протягом тривалого часу виробництво на основі металів було складним і дорогим. Високоміцні алюмінієві сплави - це важкі матеріали для обробки присадок, також відомі як 3D-друк. В даний час дослідники з HRL Laboratories розробили новий метод, який дозволив їм 3D-друк високоміцного алюмінію і зварити раніше незнімний матеріал.

«Ми використовуємо 70-річну теорію зародкоутворення для вирішення 100-річної проблеми з машиною 21 століття», - говорить Хантер Мартін, аспірант Каліфорнійського університету, Санта-Барбара і інженер HRL Лабораторії датчиків і матеріалів, говориться в прес-релізі.

Дослідники HRL придумали метод, який вони назвали нанофункціональні, де нанофункціональні порошки подаються на тривимірний принтер. Це застосовується в тонких шарах, які нагріваються лазером для затвердіння в тривимірний об'єкт. Під час плавлення і затвердіння структури, отримані з використанням цього методу, не тріскаються і здатні підтримувати свою повну силу сплаву завдяки наночастицам, що діє в якості центрів зародкоутворення для передбачуваної мікроструктури сплаву.

«Наша перша мета полягала в тому, щоб з'ясувати, як повністю усунути гаряче розтріскування. Ми прагнули контролювати мікроструктуру, і рішення має бути тим, що природно відбувається з тим, як цей матеріал твердне », - сказав Мартін.

Більш тонкі і сильні структури

високоміцні сплави, такі як алюміній, включаючи такі типи, як Al7075 і Al6061, в даний час використовуються в технічних літаках і автомобільних деталях, наприклад, в фюзеляжах літака. Однак нинішні методи в значній мірі дороги і не можуть дозволити більш тонкі маніпуляції з цими матеріалами.

Тепер, завдяки новій технології нанофункціональні HRL, яка легко масштабується, можливо 3D-друк цих високоміцних сплавів у всіх формах і розмірах. Це дозволяє швидше, дешевше і більш детально обробляти високоміцні матеріали. Крім того, оскільки плавлення і затвердіння в 3D-друку на кшталт зварюванні, їх технологія дозволяє зварювати раніше несварние сплави.

Щоб визначити, які частки володіють необхідними властивостями, команда HRL звернулася за допомогою до Citrine Informatics. «Мета використання програмного забезпечення для інформатики полягала в тому, щоб зробити виборчий підхід до теорії нуклеации, яку ми знали, щоб знайти матеріали з точними властивостями, які нам потрібні», - пояснив Бреннан Яхата з HRL. «Як тільки ми сказали їм, що шукати, їх великий аналіз даних звузив область доступних матеріалів від сотень тисяч до небагатьох обраних. Ми пішли від копиці сіна до жменьки можливих голок».

Література: Фізика, природа, лабораторії HRL