研究人員在3D打印中利用聲音振動將金屬合金顆粒搖成更緊密的形狀。
最近發表在《自然通訊》(Nature Communications)期刊上的一項研究表明，高頻聲波可以對3D打印合金的內部微觀結構產生重大影響，使其比傳統打印的合金更加一致和堅固。
該研究的主要作者、RMIT大學工程學院的博士生Carmelo Todaro說，這一有前景的研究結果可能會激發增材製造的新形式。
Todaro解釋說:“如果你觀察3D打印合金的微觀結構，你會發現它們通常是由大型細長晶體構成的。”
“由於其機械性能較低，而且在印刷過程中更容易出現裂紋，這使得它們更難以被工程應用所接受。”
“但我們在打印過程中使用超聲波所得到的合金的微觀結構看起來明顯不同:合金晶體非常精細，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等地形成的。”
測試表明，與傳統的增材製造相比，這些部件的抗拉強度和屈服應力提高了12%。
研究小組用兩種主要的商用合金演示了他們的超聲波方法:一種是通常用於飛機部件和生物力學植入物的鈦合金Ti-6Al-4V，另一種是通常用於海洋和石油工業的鎳基高溫合金Inconel 625。
通過簡單地在打印過程中打開和關閉超聲波發生器，該團隊還展示了如何用不同的微觀結構和成分來製作3D打印物體的特定部分，這有助於所謂的功能分級。
該研究的合著者和項目主管、RMIT的著名教授Ma Qian說，他希望他們有希望的結果會激發人們對專門設計的用於金屬3D打印的超聲波設備的興趣。
Qian說:“雖然我們使用的是鈦合金和鎳基高溫合金，但我們希望這種方法也適用於其他商業金屬，如不鏽鋼、鋁合金和鈷合金。”
“我們預計這項技術可以擴大規模，使3D打印能夠製造大部分工業金屬合金，更高性能的結構件或結構分級合金。”
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