前沿 2020-02-12 17:02

澳大利亚RMIT大学发现超声波可增强3D打印合金的强度

胡燕萍 摘自 theengineer网站

【据theengineer网站2020年1月10日报道】澳大利亚RMIT大学发现在3D打印过程中使用超声波,可促进金属合金晶粒更紧密,这一进步可以使打印的零件强度更高,一致性更好。

3D打印合金的微观结构通常是由细长的大晶体组成。这些晶粒会造成3D打印的合金机械性能较低,并会增加打印过程中开裂的趋势,从而使得3D打印部件实际工程应用受限。

墨尔本的RMIT大学在打印过程中使用超声波处理,处理的合金的微观结构看起来明显不同:合金晶体非常细小且完全等轴,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。

在电子显微镜下用3D打印的钛合金:左侧样品带有大而细长的晶粒;而在右侧样品是固定在超声发生器上打印,具有更细,更短的晶粒(图片:RMIT)

RMIT大学表示,测试表明,与常规增材制造的零件相比,这些零件的拉伸强度和屈服应力提高了12%。

该团队展示了他们的使用超声波方法,该方法使用了通常用于飞机部件和生物机械植入物的钛合金Ti-6Al-4V材料,以及用于海洋和石油工业的镍基高温合金Inconel 625材料。

通过在打印过程中打开和关闭超声波发生器,该团队还展示了如何用不同的微观结构和成分来制作3D打印对象的特定部分,并认为这对功能分级很有用。

研究人员表示,该方法不仅适用于钛合金和镍基高温合金,还适用于其他商业金属,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,以用于更高性能的结构零件或结构渐变合金。

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