Ультразвук усилил 3D–печатные сплавы

Исследователи из Мельбурнского королевского технологического университета использовали звуковые колебания, чтобы сделать сплав металлов плотнее во время трехмерной печати. Статья о разработке была опубликована в журнале Nature Communications.

«Если вы посмотрите на микроструктуру 3D–печатных сплавов, то увидите, что они часто состоят из больших и удлиненных кристаллов, — объясняет один из исследователей, сотрудник Мельбурнского королевского технологического университета Кармело Тодаро. — Это делает их практически непригодными для применения в технике из-за невысоких механических характеристик и повышенной склонности к трещинам во время печати».

Но в новой работе ученые нашли способ справиться с этой проблемой. Они обрабатывали экспериментальные сплавы ультразвуком во время печати. Оказалось, что такое воздействие в корне меняет микроструктуру материала: кристаллы становятся очень тонкими и приобретают более-менее правильную форму. Это значит, что они формировались одинаково во всех направлениях.

Дальнейшие измерения механических свойств материалов показали, что эти детали обладают повышенной на 12% прочностью на растяжение и увеличенным пределом текучести по сравнению с образцами, которые были изготовлены с помощью обычного аддитивного производства.

Авторы продемонстрировали свой подход на двух основных применяемых производителями сплавах: титановом Ti-6Al-4V, из которого делают детали летательных аппаратов и биомеханические имплантаты, и никелевом суперсплаве Inconel 625, часто используемом в морской и нефтяной промышленностях. Оба образца показали улучшение механических характеристик. Исследователи предполагают, что их подход можно также расширить на такие конструкционные материалы, как нержавеющая сталь, алюминиевые и кобальтовые сплавы.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.