使用3D打印技術開發新型金屬材料
發布人:上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間:2015-12-30
將不同類型的金屬材料結合起來,往往會產生一種新型的金屬,這種金屬材料往往會兼具兩種原有材料的特性。而為了實現這種結合,比如銅和鈦,還需要加入第三種材料以在兩者之間起到介質作用。最初產生的新材料將具有銅和鈦的性質,可以在構建諸如飛機或飛船的零部件中發揮作用。
?近日,美國密蘇里科技大學的科學家們使用3D打印技術創造了一種全新的金屬材料。
Frank?Liou博士和Jagannanthan?Sarangapani博士,這兩位分別是該校產品創新、創造以及電氣和計算機工程方面的特聘教授。他們一直致力于使用數字化的增材制造技術來創造新的金屬材料,這些材料與現有金屬材料相比具有較強和較輕的性能。而制造這些金屬的工藝涉及到了增材制造成型、傳感器網絡,以及整個過程的無縫整合。
據了解,Liou博士和Sarangapani博士一直在開發的是一種結構非晶態金屬(SAMs),他們主要是由直接激光熔融技術,即是用高能激光逐層熔融金屬粉末,并以此構建出了3D對象。目前研究者一直在努力尋找正確的冷卻速度,以使金屬材料非晶態。
而制備非晶態金屬的意義也正是來自于這種細小單元的隨機構造。也就是說,這種材料是由眾多像沙粒一樣的微小的碎片組成,與普通的金屬相比,它更強、更硬,更不容易斷裂。Liou博士解釋說,“顆粒越小,結構非晶態金屬強度越高?!?/span>
科學家們希望通過這項研究,最終創造出比傳統金屬強度高10倍的新材料,這樣在很多領域都會降低制造對象的材料用量,以及制造成本。他們的研究已經受到美國國家科學基金會(NSF)近15萬美元的資助。
除此之外,Liou也一直在進行梯度功能材料(FGMs)的研究,這種材料通常結合了兩種不容易相融的金屬,比如不銹鋼和鈦、銅和鋼等。對于這個項目,Liou與該校材料科學與工程學院副教授?Joseph?Newkirk博士進行合作研究。他們的工作得到了美國宇航局(NASA)Langley中心的支持。
將不同類型的金屬材料結合起來,往往會產生一種新型的金屬,這種金屬材料往往會兼具兩種原有材料的特性。而為了實現這種結合,比如銅和鈦,還需要加入第三種材料以在兩者之間起到介質作用。最初產生的新材料將具有銅和鈦的性質,可以在構建諸如飛機或飛船的零部件中發揮作用。
Liou解釋說,與結構非晶態金屬(SAM)的開發類似,FGM也面臨著找到正確的冷卻速度問題。他說,“這是一個關于冷卻速度的競賽,如果你能比微型結構形成速度或者化學反應的速度更快,你就能將兩種金屬輕松結合起來。”
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