研究發(fā)現超聲波能提升3D打印金屬強度

來源：cnBeta.COM

據了解，得益于澳大利亞的一項新研究，3D打印金屬部件的質量可能很快就會獲得提高。那里的科學家已經確定，超聲波可以通過改變這些材料的微觀結構來增強其強度。由博士生Carmelo Todaro帶領的RMIT大學團隊近期嘗試了一種被稱為“定向能量沉積(DED)”的現有3D打印技術。

據了解，RMIT的研究人員使用了兩種不同的常用合金打印出樣品：Ti-6Al-4V是一種常用于飛機部件和生物力學植入物的鈦合金；Inconel 625則是一種鎳基高溫合金，常用于海洋和石油工業(yè)領域。

無論使用的是哪種合金，其沉積表面實際上都是一個聲波探測儀，即一個產生超聲波振動的工具。在當金屬凝固過程中，振動會對顯微結晶作用從而使其形成更為緊密的結構。結果發(fā)現，跟沒有使用超聲波的相同樣品相比，這些物質的抗拉強度和屈服應力增加了12%。

Todrao表示：“如果你觀察3D打印合金的微觀結構，你會發(fā)現它們通常是由大型細長的晶體構成。由于其機械性能較低并且在打印過程中更容易出現裂紋，這使得它們更難被工程應用所接受。但是，我們在打印過程中使用超聲波所得到的合金的微觀結構卻有著明顯的不同：合金晶體非常細小且完全是等軸的，這意味著它們在整個打印金屬部件的各個方向上都是均勻地形成的�！�

此外，通過在打印過程中打開和關閉超聲波發(fā)生器還可以在不同區(qū)域創(chuàng)建具有不同微觀結構的單個項目。這是一種被稱為“功能分級”的質量，它在考慮低重量或減少材料使用等因素的對象中非常有用。

研究人員相信，一旦超聲增強3D打印技術得到進一步發(fā)展，難么它還將可能被用到其它金屬的強度提升中，諸如不銹鋼、鋁合金和鈷合金等。