耶魯麻省研究人員用這種新工藝簡化金屬3D列印

導讀：使用金屬玻璃的3D列印工藝可以在某些行業中更換熱塑性塑料。

據《3D列印商情》了解，近日，耶魯大學、麻省理工學院和桌面金屬公司的研究人員在《今日材料》雜誌上發表了一篇關於他們工作的論文。論文稱，他們共同合作，簡化了金屬3D列印，擴大了其在工業應用中的應用潛力，該工藝也可以被用來列印各種物體。由耶魯大學機械工程和材料科學教授Jan Schroers領導的這項研究採用了一種新方法，用金屬玻璃製作3D列印物體——這是一種相對較新的材料，甚至比一些金屬更強，但又具有塑料的柔韌性。

該團隊通過研究開發出的這種工藝，可以使用金屬玻璃製成的金屬絲製成物體，大大簡化了金屬3D列印。到目前為止，由於使用材料的複雜性，金屬3D列印具有局限性。Jan Schroers在耶魯大學的新聞發布會上說，關鍵的挑戰是金屬通常不存在於允許它們易於擠出的狀態。

然而，不同的是，所謂的大塊金屬玻璃（BMG）材料可以在加熱時連續軟化——這是熱塑性塑料里發現的，而非傳統金屬。「我們在這項工作中理論上證明，我們可以使用一系列其他大塊金屬玻璃，並致力於使該工藝更加實用和商業化，使金屬3D列印像熱塑性塑料的3D列印一樣簡單實用，」他在新聞發布會上說。

用由耶魯、麻省理工學院和桌面金屬的研究人員合作開發的新列印工藝，從大塊金屬玻璃列印的樣品部件，簡化了金屬3D列印。

具體而言，該團隊證明BMG可用於3D列印，在類似於熱塑性3D列印的環境條件下生成堅固的高強度金屬部件。

在他們的工作中，該團隊使用了由鋯、鈦、銅、鎳和鈹製成的現成BMG材料，其直徑為1毫米，長度為700毫米。他們開發的工藝使用460攝氏度的擠出溫度和10至1000牛頓的擠出力來迫使軟化的材料通過0.5mm直徑的噴嘴。

Jan Schroers說：「一旦我們處理好加工條件，我們就會驚訝於這個過程的實用性。」

通常，我們使用加熱成固體的粉末金屬進行金屬3D列印，但是，這個過程既複雜又昂貴，即使實現了，它也不總是產生所需的對象或組件。而BMG具有獨特的原子結構所賦予它們的性質，使它們與傳統金屬變得不同。當金屬玻璃從液體冷卻到固體時，它們的原子會沉積成隨機排列而不是結晶，這正是金屬通常所做的。

對於該工藝的新用途，研究人員表示，利用BMG的這一特性，使用這些材料進行列印可以消除公司在選擇熱塑性元件而不是金屬部件方面所做出的妥協，為航空航天、工程等行業的新用途鋪平了道路。然而，Schroers表示，仍然必須克服一些挑戰才能使BMG更可行地進行更廣泛的列印。他說，挑戰包括實用BMG原料的可用性以及熔融長絲製造的層間粘合的更高可靠性和一致性。

來源：3D列印商情

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！