Nové technológie zvyšujú 3D tlač kovových predmetov

Anonim

Nové technológie zvyšujú 3D tlač kovových predmetov

3D tlač

Eric Mack

14. januára 2016

Meďová štruktúra vytvorená pomocou nového procesu (kredit: Northwestern University)

Vyhliadky na 3D tlač môžu byť trochu silnejšie, doslova vďaka novému spôsobu použitia kovových práškov na vytvorenie štruktúr. Tím Severozápadnej univerzity ukázal novú techniku ​​používajúcu kvapalné atramenty a bežné pece, a nie drahšie lasery alebo elektrónové lúče.

Okrem toho, že sú lacnejšie, vedci tvrdia, že proces je tiež rýchlejší, jednotnejší a pracuje so širokou škálou kovov, zliatin a zlúčenín.

"Naša metóda výrazne rozširuje architektúry a kovy, ktoré sme schopní vytlačiť, čo naozaj otvára dvere pre mnoho rôznych aplikácií, " povedal profesor Ramille Shah, vedúci štúdie.

Shah vytvoril tekutý atrament z kovových práškov, rozpúšťadiel a elastomérového spojiva, ktorý by mohol byť vytlačený cez dýzu podobným spôsobom, ako fungujú spotrebné 3D tlačiarne na báze plastov. Vytlačené štruktúry sú potom spekané, proces, v ktorom sú zahrievané v jednoduchej peci, aby sa prášky mohli zlúčiť bez toho, aby sa roztavili.

"Odpojením tlače a spekania sa zdá, že sme tento proces komplikovali, " uviedol David Dunand, člen tímu. "Ale v skutočnosti nás oslobodilo, pretože každý krok je oveľa jednoduchšie ako kombinovaný prístup."

Potom, čo bol objekt vytlačený s kovovým práškom, ale skôr, ako bol spekaný a vytvrdený, je to, čo je známe ako "zelené telo", ktoré zostáva flexibilné.

"Sú skladacie, ohýbateľné a môžu byť stovky vrstiev hrubé bez rozpadu, " vysvetlil Šáh. "Umožňuje vytvoriť veľa rôznych architektúr, ktoré nebolo skutočne viditeľné v 3D kovovej tlači."

Proces môže byť tiež použitý na tlač kovových oxidov, ktoré sú lacnejšie, bezpečnejšie a stabilnejšie než niektoré prášky čistého kovu. Zelené tkanivá 3D vytlačené z hrdze alebo iných kovových oxidov sa potom môžu premeniť na príslušné kovy pomocou vodíka pred ich spekaním.

"Mohlo by sa zdať, že zbytočne komplikujeme veci pridaním tretieho redukčného kroku, v ktorom prechádzame na železo, " povedal Dunand. "Ale to otvára možnosti použitia veľmi lacných práškov oxidu skôr než zodpovedajúce drahé kovové prášky. Je ťažké nájsť niečo lacnejšie ako hrdzu."

Možné budúce aplikácie pre nový prístup zahŕňajú prispôsobené, rýchlo vytlačené kovy, batérie, palivové články, lekárske implantáty, mechanické časti a výroba na mieste.

Výskum bol publikovaný v nedávnom vydaní časopisu Advanced Functional Materials.

Zdroj: Severozápadná univerzita

Meďová štruktúra vytvorená pomocou nového procesu (kredit: Northwestern University)