Ультразвук может помочь повысить прочность металлов, напечатанных на 3D-принтере
Исследователи отмечают, что изделия, полученные
методом лазерного спекания металлических порошков,
отличаются анизотропией - они состоят из довольно
крупных, вытянутых кристаллов, что приводит к снижению
прочности и увеличивает риск появления трещин при печати.
Когда спеченный материал подвергается воздействию
ультразвуковых волн, образуется более прочная и плотная
микроструктура во
время 3d print на
https://graphicshunt.com/blog/ultrasound-can-help-improve-strength-of-3d-printed-metals/
с более
мелкими и равноосными кристаллами. Ученые протестировали
идею технологии направленного энергетического осаждения
(DED), при которой порошок распыляется на подложку
струей газа и избирательно спекается с помощью лазерного
излучателя. Единственное отличие заключалось в том, что
к подложке подключались сонотрод и пьезопреобразователь
мощностью 500 Вт с частотой генерации 20 кГц.
Основным материалом исследования служил порошок
титанового сплава Ti-6Al-4V. В ходе экспериментов
команде удалось увеличить предел и силу крипа на 12%.
Для чистоты эксперимента и доказательства общей
применимости метода эксперименты были повторены с
жаропрочным никель-хромовым сплавом Inconel 625 с
аналогичными результатами. Интересно, что метод
позволяет создавать изделия с
функционально-дифференцированной структурой, то есть
корректировать прочностные характеристики отдельных
участков полиграфической продукции с помощью
селективного ультразвукового воздействия.
Хотя мы использовали титановый сплав и суперсплав на
основе никеля, мы ожидаем, что этот метод может быть
применен к другим коммерческим металлам, таким как
нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы и кобальтовые
сплавы », - объясняет профессор Ма Цянь.
Ученые считают, что метод будет эффективен не только в
сочетании с технологией прямого лазерного осаждения
металлических порошков, но и при работе со стержневыми
материалами. Но есть и ограничения: ультразвук может
нарушить распределение порошка при селективном лазерном
спекании или плавлении (DMLS и SLM), поэтому для этих
методов, скорее всего, требуется сфокусированное
воздействие непосредственно на спеченные / сплавленные
области.
Дата: 06.10.2021.