"Bimetaliczna" technologia druku 3D pozwala tworzyć mocniejsze metalowe przedmioty
Washington State UniversityRóżne rodzaje metalu mają różne właściwości, więc ich połączenie może skutkować przedmiotami, które przewyższają te wykonane z jednego metalu. Nowa technika pozwala na łączenie przez drukarki 3D, szybciej i łatwiej niż kiedykolwiek wcześniej.
Obecnie jedna z najpopularniejszych metod drukowania 3D obiektów z wielu metali obejmuje technikę znaną jako wytwarzanie przyrostowe łuku drutowego.
W skrócie, polega ona na wykorzystaniu głowicy spawalniczej do wytworzenia łuku elektrycznego, który topi metalowy drut. Stopiony metal jest nakładany na kolejne warstwy, stopniowo budując pożądany przedmiot. Za każdym razem, gdy w ramach jednego zadania drukowania wymagany jest inny metal, proces musi zostać wstrzymany, aby drut wykonany z jednego metalu mógł zostać wymieniony na inny.
Dążąc do usprawnienia tego procesu, zespół z Washington State University pod kierownictwem prof. Amita Bandyopadhyaya opracował nową technikę, która obejmuje dwie dostępne na rynku głowice spawalnicze, z których każda jest wyposażona w drut wykonany z innego metalu.
Jedna głowica początkowo nakłada jeden metal w okrągły wzór, tworząc pierścień. Następnie druga głowica osadza drugi rodzaj metalu wewnątrz tego pierścienia, nadając strukturze solidny rdzeń. Podczas chłodzenia dwóch metali, zewnętrzny pierścień kurczy się szybciej niż wewnętrzny rdzeń. Wytwarza to ciśnienie na styku dwóch metali, wiążąc je ze sobą.
Proces ten jest powtarzany w kółko, warstwa po warstwie, co ostatecznie prowadzi do powstania pojedynczej "bimetalicznej" kolumny.
Jak dotąd naukowcy stworzyli bimetaliczne struktury - takie jak kolumna z rdzeniem ze stali nierdzewnej zawartym w obudowie z łagodniejszej stali - które były od 33% do 42% mocniejsze niż równoważne struktury wykonane z dowolnego metalu osobno.
Oczekuje się, że technika ta może ostatecznie zostać wykorzystana do tworzenia produktów takich jak wały osiowe odporne na moment obrotowy, części statków kosmicznych z rdzeniami chłodzącymi otoczonymi odpornymi na ciepło obudowami, a nawet sztuczne implanty biodrowe z terapeutycznym rdzeniem magnetycznym zamkniętym w wytrzymałym tytanie. Elementy te niekoniecznie musiałyby przybierać formę prętów lub kolumn.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
– Przykład, który pokazaliśmy w tej pracy, to struktury radialne, w których dwa materiały są umieszczone promieniowo – powiedział nam Bandyopadhyay. – Powinniśmy być w stanie stworzyć dowolny projekt, który można wydrukować w 3D.
Źródło: Washington State University
