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多种金属材料一次性3D打印出来,金属增材制造新趋势

如果可以使用多种材料一次性3D打印出一个部件,那么这个部件会不会有一些优异的性能呢?

2018年6月4日,从外媒获悉,来自华盛顿州立大学的一个研究小组,使用3D打印技术一次性打印出由两种不同材料组成的结构。

△3D打印多材料样品特写

到目前为止,3D打印常被限制在一次只能使用一种材料。这一进步将有助于制造商减少生产步骤,使用单台机器在一次操作中生产多个部件的复杂产品。它们还能更好地控制材料的导热、防腐以及环境适应等性能。

该研究小组由AmitBandyopadhyay、Herman和BritaLindholm基金会的机械和材料工程学院教授领导,利用3D打印技术打印出陶瓷和金属复合结构,使其一端是非磁性、另一端具有磁性。

Bandyopadhyay说:“这是向下一个层次的制造以及使用3D打印的下一代设计、验证、优化和制造迈出的一步。”

△AmitBandyopadhyay教授,华盛顿州立大学

研究人员利用这一技术打印出镍铬和铜结构。通常,镍铬合金Inconel718被用于飞机发动机和液体燃料火箭的钣金部件,虽然这种材料能经受住高温,但它冷却得非常慢。

据推测,将两种航空合金相加合并形成独特的双金属结构,与Inconel718合金相比,其热物理性能可以得到改善。研究人员使用了两种方法:在Inconel718上直接沉积GRCop-84和两种合金的混合打印。他们发现,在3D打印过程中添加铜后,该部件冷却速度可提高250%,最终可转化为更高的燃油效率和更长的飞机发动机寿命。具有设计成分层次和量身定制的热性能的结构,为下一代航空航天开发了多种材料金属增材制造的可能性。

Bandyopadhyay说:“多材料的增材制造为新型的创造打开了大门,它让我们更加大胆,更具创造性。”

这项研究由联合航空航天技术创新中心、国家科学基金会和美国宇航局的马歇尔航天飞行中心资助。

而据南极熊了解,杭州德迪智能在2018年3月上海举办的TCT展会期间,就曾展出过同样理念的产品,被称之为材料混构3D打印(MMSLM)。该技术最大的特点在于其能实现不同粉末的混构打印,适用于加工对不同部位有不同要求的金属器件(能够提高器件性能,并增加使用寿命)。国内公司在该项技术方面走在世界前列。

△德迪智能材料混构3D打印(MMSLM)打印的金属器件(铜合金和不锈钢两种材质)


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