高强度合金的3D打印
John H Martin1,2, Brennan D Yahata1, Jacob M Hundley1
1HRL Laboratories LLC, Sensors and Materials Laboratory, Architected Materials Department, Malibu, California, USA.
Nature
|September 22, 2017
概括
引入纳米颗粒作为核剂使得以前无法打印的高强度合金的增材制造成为可能. 这一突破解决了裂纹和粗粒等问题,
科学领域:
- 材料科学
- 金属工程
- 添加剂制造
背景情况:
- 基于金属的增材制造 (三维打印) 在设计和生产灵活性方面具有显著优势.
- 由于固化问题,目前的限制限制了对少数特定合金的可靠打印.
- 大多数合金不能添加制造,导致不良的微观结构和裂.
研究的目的:
- 克服当前金属增材制造工艺的局限性.
- 为了实现高强度合金的3D打印以前与该技术不兼容.
- 开发一种在增材制造过程中控制固化动态的方法.
主要方法:
- 基于晶体信息的纳米粒子核素的选择和设计.
- 7075和6061系列的合金粉末与选定的核素的功能化.
- 使用选择性激光化 (SLM) 处理功能化合金粉末.
主要成果:
- 在此之前被认为是无法打印的高强度合金 (7075和6061) 的成功增材制造.
- 实现了无裂纹,均和细粒度的微观结构.
- 产生的材料强度与炼合金相比.
结论:
- 在增材制造过程中,纳米粒子核剂有效控制固化,解决微观结构缺陷.
- 这种方法使金属增材制造的适用性扩大到更广泛的合金,包括不可接的系统.
- 该技术在各种易受凝固问题的增材制造和传统制造工艺中具有潜在的应用.
