Звуковые волны улучшают образование частиц металлического порошка

Звуковые волны улучшают образование частиц металлического порошка

Исследовательские группы и компании по всему миру изучают способы улучшения аддитивного производства на всех этапах технологической цепочки - от материалов и параметров процесса до оборудования для печати и постобработки. Недавнее исследование Школы Инженерного Университета RMIT может привести к улучшению 3D-печати на основе порошкового металла и значительно повысит стабильность печати.

 

На фото: Слева: образец титанового сплава, напечатанный в 3D, с крупными удлиненными кристаллами. Справа: образец титана с более мелкими, более короткими кристаллами, напечатанный на ультразвуковом генераторе (Фото: Университет RMIT)

 

Прорывное решение, недавно опубликованное в журнале Nature Communications , демонстрирует, как можно использовать высокочастотные звуковые волны для изменения внутренней микроструктуры 3D-напечатанных сплавов, что приводит к повышению прочности и стабильности.

«Если вы посмотрите на микроскопическую структуру 3D-печатных сплавов, они часто состоят из крупных и удлиненных кристаллов», - сказал Кармело Тодаро, ведущий автор исследования и кандидат в аспирантуру в Школе инженерии RMIT. «Это может сделать их менее приемлемыми для инженерного применения из-за их более низких механических характеристик и повышенной склонности к растрескиванию во время печати.

«Но микроскопическая структура сплавов, к которым мы применяли ультразвук во время печати, выглядела заметно иначе: кристаллы сплава были очень тонкими и полностью равноосными, то есть они сформировались одинаково во всех направлениях во всей печатной металлической детали».

 

В ходе испытаний исследовательская группа обнаружила, что 3D-печать на титановых деталях с использованием ультразвуковых волн имеет 12% -ное улучшение прочности на растяжение и предела текучести по сравнению с теми же деталями, изготовленными с использованием обычного аддитивного производства.

Исследование состояло из проверки воздействия звуковых колебаний на два обычно используемых металлических порошка AM, титановый сплав (Ti-6Al-4V) и суперсплав на основе никеля (Inconel 625). Работая с этими порошками, исследовательская группа обнаружила, что ультразвуковая технология также может быть использована для изменения микроскопических структур отдельных частей одного компонента. Это явление, называемое функциональной градацией, было достигнуто простым выключением и включением генератора звуковых волн в процессе печати.

«Хотя мы использовали титановый сплав и суперсплав на основе никеля, мы ожидаем, что этот метод может быть применим к другим промышленным металлам, таким как нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы и сплавы кобальта», - сказал соавтор RMIT заслуженный профессор Ма Цянь. и руководитель проекта. «Мы ожидаем, что эта технология может быть расширена, чтобы обеспечить 3D-печать большинства промышленных металлических сплавов для высокопроизводительных конструкционных деталей или структурно-градиентных сплавов».

В дальнейшем исследовательская группа надеется, что ее инновационный прорыв вдохновит другие исследовательские группы и компании изучить потенциал разработки специализированных ультразвуковых аппаратов для 3D-печати на металле.

 

Автор: Тесс Буассонно

Источник

 

Другие материалы:

 

Внимание!
Принимаем к размещению новости, статьи или пресс-релизы
со ссылками и изображениями. info@additiv-tech.ru