Ожидается, что порошки тугоплавких металлов станут сырьем для 3D-печати

Что такое 3D-печать?

3D-печать также известна как аддитивное производство. Подобно процессам порошковой металлургии, которые мы используем сегодня, металлические устройства, изготовленные по этой технологии, основаны на металлических порошках, таких как керамические порошки . и металлические порошки. Разница в том, что порошок не спекается вместе, а образуется путем «печати» участков деталей на порошке специальными клеями через сопло.

3D-печать

Ожидается, что порошки тугоплавких металлов станут сырьем для 3D-печати

Одной из трудностей 3D-печати является использование тугоплавких металлов, особенно с высокими температурами плавления, таких как вольфрам . , хром и рений . В течение многих лет ученые всего мира работали над новыми процессами, которые могут быть рентабельными и соответствовать желаемым требованиям к производительности.

Ученые разработали новую технологию, использующую 3D-печать для создания сложных металлических структур в нанометровом масштабе. Эту технологию можно использовать во множестве приложений, от создания трехмерных логических схем на крошечных компьютерных микросхемах до разработки компонентов сверхлегких самолетов, которые могут создавать множество новых наноматериалов с различными свойствами.

В 3D-печати объекты создаются слой за слоем, что позволяет создавать продукты, не требующие традиционных методов уменьшения, таких как травление или фрезерование. Специалисты по материалам из Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали ультратонкую трехмерную структуру в машине для 3D-печати. Лучи трехмерной структуры - это единственный наноразмер, который слишком мал, чтобы увидеть невооруженным глазом.

3D-печать керамики

Новая группа 3D печатает структуры различных материалов, от керамики до органических соединений. Кроме того, ученые прилагают все усилия, чтобы совершить прорыв в 3D-печати тугоплавких металлов, таких как вольфрам и титан, особенно когда они пытаются создать крошечные порошки размером менее 50 микрон или примерно половину ширины волоса.

Ученые соединили никель и органические молекулы вместе, чтобы сформировать жидкость, очень похожую на сироп от кашля. Они использовали компьютерное программное обеспечение, чтобы спроектировать структуру, а затем построили ее, переключая жидкости с помощью двухфотонного лазера. Лазер создает более прочные химические связи между органическими молекулами, превращая их в строительные блоки структуры. А поскольку эти молекулы также связаны с атомами никеля, никель связан со структурой. Таким образом, команда смогла напечатать трехмерную структуру, которая изначально представляла собой смесь ионов металлов и неметаллических органических молекул.

Затем конструкция помещается в печь и медленно нагревается до 1000 ° C в вакуумной камере. Температура намного ниже точки плавления никеля (1455 ° C), но она достаточно высока, чтобы испарить органический материал в структуре, оставив только металл. В процессе нагрева, известном как пиролиз, также происходит сплавление металлических частиц.

Кроме того, поскольку в процессе испаряется большое количество конструкционного материала, он уменьшается в размере на 80%, но сохраняет свою форму и пропорции. Конечная усадка - вот что делает структуру такой маленькой. В этой построенной наноструктуре напечатанная часть металлического луча составляет примерно одну тысячную размера кончика швейной иглы.

Ученые все еще совершенствуют свои методы. Хотя они только начинают с никеля, они заинтересованы в расширении и других металлах, обычно используемых в промышленности, таких как вольфрам и титан. Ученые также надеются использовать этот процесс для печати других материалов, включая керамику, полупроводники, пьезоэлектрические материалы и другие экзотические материалы.

Advanced Refractory Metals (ARM) поставляет людям высококачественные тугоплавкие металлы, такие как гранулы рения , танталовый диск , вольфрамовый стержень и т. д. по всему миру. Посетите https://www.refractorymetal.org . для получения дополнительной информации.