3D drukowane szkło metaliczne demonstruje korzyści zarówno z metalu, jak i tworzyw termoplastycznych

Zespół naukowców prowadzony przez Jana Schroersa, profesora inżynierii mechanicznej i inżynierii materiałowej w Yale, opracował sposób na drukowanie obiektów 3D ze szkła metalicznego. Materiał jest mocniejszy niż metal, a jednocześnie ma plastyczność, która czyni go niezwykle wartościowym. Wyniki badań opublikowano w artykule zatytułowanym "Drukowanie 3D metali, takich jak tworzywa termoplastyczne: produkcja stopionego szkła z metalowych szkieł".

Wytłaczanie metali metodą wytłaczania 3D jest nadal wyzwaniem, ale masowe metalowe szkła lub BMG, może ulec ciągłemu zmiękczeniu po podgrzaniu, podobnie jak termoplastyka. Zespół badawczy, w skład którego wchodzili również naukowcy z firmy Desktop Metal oraz MIT, wykazał, że BMG można wykorzystywać do tworzenia solidnych, mocnych elementów metalowych w warunkach otoczenia podobnych do tych w termoplastycznym druku 3D.

nawet zaskakujące dla nas, jak praktyczny jest ten proces, kiedy już ustaliliśmy warunki przetwarzania "- powiedział Schroers.

Metalowe drukowanie 3D, choć stopniowo staje się bardziej dostępne i tanie, jest wciąż dość kosztowne i oparte na proszku. Druk 3D jest podatny na wady i niedoskonałości, przez co jest jeszcze droższy. Badania BMG mogą zaoszczędzić mnóstwo pieniędzy i zasobów dla producentów, a także wyeliminować potrzebę wyboru między korzyściami termoplastycznymi a metalami.

Naukowcy pracowali z dobrze scharakteryzowanym i łatwo dostępnym materiałem BMG wykonanym z cyrkonu, tytanu, miedzi, niklu i berylu. Użyli amorficznych prętów o średnicy jednego milimetra i długości 700 milimetrów. Użyli temperatury wytłaczania 460 ° C i siły wytłaczania od 10 do 1000 niutonów, aby zmusić zmiękczone włókna przez dyszę o średnicy 0,5. Pojawiła się niespodzianka, gdy scharakteryzowano wydrukowane części 3D.

"Oczekiwaliśmy wysokiej wytrzymałości w orientacji równoległej do drukowania, ale byliśmy bardzo zaskoczeni siłą prostopadłej orientacji" - powiedziała Jittisa Ketkaew , współautor i doktorant w laboratorium Schroers.

Teoretycznie, szerszy zakres BMG może być również drukowany w 3D przy użyciu metody badaczy.

"Pokazaliśmy teoretycznie w tej pracy możemy korzystać z wielu innych metalowych szkieł i staramy się, aby proces był bardziej praktyczny i komercyjnie wykorzystywany, aby drukowanie 3D metali było tak proste i praktyczne jak drukowanie termoplastyczne 3D ", powiedział Schroers.

Istnieje możliwość zastosowania tej metody w wielu aplikacjach, powiedziałPunnathat Bordeenithikasem, współautor i absolwent Yale, który obecnie pracuje jako stażysta w Laboratorium Napędów Odrzutowych NASA w Kalifornijskim Instytucie Technologii.

"Oprócz prototypowania, możliwe do uzyskania właściwości drukowanych części dzięki wszechstronności w projektowaniu części sprawia, że ​​ta technologia druku 3D nadaje się do wytwarzania wysokowydajnych komponentów do zastosowań medycznych, lotniczych i kosmicznych ", powiedział Bordeenithikasem.