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耶鲁大学开发了一种简单的金属3D打印机

文章来源:3D打印智造网 人气:142发表时间:2018-09-08 11:46:49

       金属3D打印技术有巨大的潜力来革新现代制造业。然而,现有的金属3D打印机使用激光熔接细金属粉末,有其局限性。原因在于金属通常不会以易于挤出的状态存在。因此,这种方法通常成本高且复杂,并且需要笨重的支撑结构,其不会因制造过程的高温而变形。耶鲁大学的研究人员与一家名为Desktop Metals的公司合作,他们认为已经找到了一种比以往更容易制作3D打印金属物体的方法。研究人员展示了一种新的3D打印方法,将金属玻璃制成的金属丝融合成金属物体。


通过基于TPF的FFF工艺从大块金属玻璃打印的样品部件


       “我们在这项工作中理论上证明,我们可以使用一系列其他大块金属玻璃,并致力于使该工艺更加实用和商业化,使金属3D打印像热塑性塑料的3D打印一样简单实用, “耶鲁大学机械工程与材料科学教授Jan Schroers说。

       与传统金属不同,大块金属玻璃(BMG)在其热力学特性中具有超冷液体区域,并且在加热时能够经历连续软化 - 这种现象存在于热塑性塑料中,但不存在于传统金属中。这意味着BMG比大多数其他金属更容易软化,并且可以用于3D打印以生成坚固的高强度金属部件。



       Schroers教授及其同事通过利用BMG中独特的金属软化行为简化了金属部件的增材制造。与这种塑料相似的特性是高强度和弹性极限,高断裂韧性和高耐腐蚀性。该团队专注于由锆,钛,铜,镍和铍制成的具有良好特征且易于获得的BMG,合金配方为:Zr44Ti11Cu10Ni10Be25。

       该团队使用直径为1毫米(mm),长度为700毫米的非晶棒。使用460摄氏度的挤出温度和10至1,000牛顿的挤出力以迫使软化的纤维通过0.5mm直径的喷嘴。然后将纤维挤出到400℃的不锈钢网中,其中在至少一天过去之前不发生结晶,然后可以进行机器人控制的挤出以产生所需的物体。

       为了使BMG 3D打印成为一种广泛应用的技术,研究人员表示,他们使用的原材料应该更广泛地应用。由于热塑性塑料和BMG的FFF之间的相似性,该方法可以利用由热塑性FFF社区构建的技术基础设施,因为在热塑性FFF中已经解决的许多工程挑战可以容易地转化为BMG的打印。因此,这项研究可以帮助快速实现和扩大金属的可访问和实际打印。他们的研究刚刚发表在“材料科学”杂志上。

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