耶魯大學(xué)使用FFF工藝3D打印金屬玻璃

金屬3D打印具有革新現(xiàn)代制造業(yè)的巨大潛力。 然而，使用激光將精細(xì)的金屬粉末3D打印熔合在一起有其局限性。 這種方法通常成本高且復(fù)雜，并且需要笨重的支撐結(jié)構(gòu)，其不會因制造過程的高溫而變形。 耶魯大學(xué)的研究人員與一家名為Desktop Metals的公司合作，他們認(rèn)為他們已經(jīng)找到了一種比以往更容易制造3D打印金屬物體的方法。 研究人員展示了一種新的3D打印方法，將金屬玻璃制成的金屬絲融合成金屬物體。

△通過FFF工藝打印的金屬玻璃樣品部件

“我們在這項(xiàng)工作中理論上證明，我們可以使用一系列其他金屬玻璃，并致力于使該工藝更加實(shí)用和商業(yè)化，使金屬3D打印像熱塑性塑料的3D打印一樣簡單實(shí)用。 “耶魯大學(xué)機(jī)械工程與材料科學(xué)教授Jan Schroers說。

與傳統(tǒng)金屬不同，大塊金屬玻璃（BMG）在其熱力學(xué)特性中具有超冷液體區(qū)域，并且在加熱時(shí)能夠經(jīng)歷連續(xù)軟化 - 這種現(xiàn)象存在于熱塑性塑料中，但不存在于傳統(tǒng)金屬中。這意味著BMG比大多數(shù)其他金屬更容易軟化，并且可以用于3D打印以生成堅(jiān)固的高強(qiáng)度金屬部件。

Schroers教授及其同事通過利用BMG中獨(dú)特的金屬軟化行為簡化了金屬部件的增材制造。與這種塑料相似的特性是高強(qiáng)度和彈性極限，高斷裂韌性和高耐腐蝕性。該團(tuán)隊(duì)專注于由鋯，鈦，銅，鎳和鈹制成的具有良好特征且易于獲得的BMG，合金配方為：Zr44Ti11Cu10Ni10Be25。


該團(tuán)隊(duì)使用直徑為1毫米（mm），長度為700毫米的非晶棒。使用460攝氏度的擠出溫度和10至1,000牛頓的擠出力以迫使軟化的纖維通過0.5mm直徑的噴嘴。然后將纖維擠出到400℃的不銹鋼網(wǎng)中，其中在至少一天過去之前不發(fā)生結(jié)晶，然后可以進(jìn)行機(jī)器人控制的擠出以產(chǎn)生所需的物體。

為了使BMG 3D打印成為一種廣泛應(yīng)用的技術(shù)，研究人員表示，他們使用的原材料應(yīng)該更廣泛。


他們的研究剛剛發(fā)表在“Materials Science”雜志上。



編譯自：3ders