Forscher haben Schallschwingungen verwendet, um Metalllegierungskörner während des 3D-Drucks in eine engere Form zu bringen.
Eine Studie, die gerade in . veröffentlicht wurdeNaturkommunikationzeigt, dass hochfrequente Schallwellen einen erheblichen Einfluss auf die innere Mikrostruktur von 3D-gedruckten Legierungen haben können, wodurch sie konsistenter und stärker werden als konventionell gedruckte.
Carmelo Todaro, Hauptautor und Doktorand der School of Engineering der RMIT University &, sagte, die vielversprechenden Ergebnisse könnten neue Formen der additiven Fertigung inspirieren.
& quot;Wenn man sich die mikroskopische Struktur von 3D-gedruckten Legierungen ansieht,'bestehen sie oft aus großen und länglichen Kristallen," erklärte Todaro.
& quot;Dies kann sie aufgrund ihrer geringeren mechanischen Leistung und der erhöhten Rissneigung beim Drucken für technische Anwendungen weniger akzeptabel machen.&Zitat;
& quot;Aber die mikroskopische Struktur der Legierungen, auf die wir beim Drucken Ultraschall angewendet haben, sah deutlich anders aus: Die Legierungskristalle waren sehr fein und vollständig gleichachsig, d.h. sie hatten sich im gesamten gedruckten Metallteil in alle Richtungen gleichmäßig gebildet.&Zitat;
Tests zeigten, dass diese Teile eine um 12% verbesserte Zugfestigkeit und Streckgrenze im Vergleich zu denen, die durch konventionelle additive Fertigung hergestellt wurden, aufwiesen.
Das Team demonstrierte seinen Ultraschallansatz mit zwei wichtigen kommerziellen Legierungen: einer Titanlegierung, die üblicherweise für Flugzeugteile und biomechanische Implantate verwendet wird, bekannt als Ti-6Al-4V, und einer Nickelbasis-Superlegierung, die häufig in der Schifffahrts- und Erdölindustrie verwendet wird, namens Inconel 625.
Durch einfaches Ein- und Ausschalten des Ultraschallgenerators während des Druckens zeigte das Team auch, wie bestimmte Teile eines 3D-gedruckten Objekts mit unterschiedlichen mikroskopischen Strukturen und Zusammensetzungen hergestellt werden können, was für die sogenannte funktionale Gradierung nützlich ist.
Der Co-Autor und Projektleiter der Studie, RMIT's angesehener Professor Ma Qian, sagte, er hoffe, dass ihre vielversprechenden Ergebnisse das Interesse an speziell entwickelten Ultraschallgeräten für den Metall-3D-Druck wecken würden.
& quot;Obwohl wir eine Titanlegierung und eine Superlegierung auf Nickelbasis verwendet haben, erwarten wir, dass das Verfahren auf andere kommerzielle Metalle wie rostfreie Stähle, Aluminiumlegierungen und Kobaltlegierungen anwendbar ist," sagte Qian.
& quot;Wir gehen davon aus, dass diese Technik skaliert werden kann, um den 3D-Druck der meisten industriell relevanten Metalllegierungen für hochleistungsfähige Strukturteile oder strukturell abgestufte Legierungen zu ermöglichen.&Zitat;
