超音波可以製造更堅固的3D列印合金

3D列印合金是由雷射融接而成,如果加上超音波,可以使合金變得更堅固。
2020/01/09 22:47

金屬3D列印逐漸成為一種新型態的製造技術,美軍也大力引進,希望金屬3D列印成為後勤的好幫手,不過利用雷射燒結金屬粉所製作的合金,強度與耐用度總受到質疑,擔心它的強度不足。現在研究人員利用超音波技術,可以使3D列印合金變得更結實。

物理學網(phys.org)報導,剛剛發表在《自然通訊》上的一項研究表明,將3D列印加上高頻超音波,可能會產生類似煉鋼技法中的「反複鎚打」效果,超音波會將改變合金的內部微觀結構,使它的晶體變的小而且排序不規則。

澳洲墨爾本皇家理工大學(RMIT)的卡梅洛·托達羅(Carmelo Todaro)博士後研究員解釋「利用電子掃瞄顯微鏡來看3D合金的微觀結構,它們通常是由細長的大晶體組成,而且晶體方向是一致的,晶體與晶體間的間隙,就可能成為裂開的弱點,這使得3D合金在工程應用上,不那麼受歡迎。」

普通3D列印的金屬結晶是左邊的,結晶比較長,被超音波加工後,金屬結晶形成右邊的模樣,結晶又小又細碎,強度更高。

「但是當我們我們在列印的過程中,使用超音波處理,就會影響合金的微觀結構,晶體變得非常細小,這意味著它們的強度在各個方向都相同。」

測試表明,經過超音波處理後的3D合金,比原件相比,抗拉強度和抗屈應力都提高了12%。

該團隊使用的3D合金,是一種稱為Ti-6Al-4V的鈦合金,以及一種稱為Inconel 625 鎳基高溫合金,通常用於海洋和石油工業。

該研究的共同作者兼計畫主持人,RMIT的傑出教授馬遷(Ma Qian)表示,他希望這樣的研究報告,可以引起人們對強化3D合金的興趣。

他說,“儘管我們使用的是鈦合金和鎳基高溫合金,但我們希望該方法可以適用於其他的便宜合金,例如不銹鋼、鋁合金和鈷合金。

【巴西華人資訊網】

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