Технології

Надміцні конструкції з двох типів сталі надрукували на 3D-принтері (фото+відео)

Інженери розробили метод 3D-друку з двох типів стали, який формує надміцний біметалічний матеріал.

Дослідники з Університету штату Вашингтон створили спосіб 3D-друку двох типів сталі в одному круговому шарі з використанням двох зварювальних апаратів. Отриманий біметалічний матеріал виявився на 33-42% міцніше кожного металу окремо. Це пов’язано з тиском, що виникають між металами в процесі спільного охолодження.

Інженери «запозичили» ідею для друку у природи: вони помітили, що дерева і кістки отримують додаткову міцність від того, що багатошарові кільця з різних матеріалів взаємодіють один з одним. Щоб імітувати ці властивість з металами, дослідники використовували звичайне, відносно недороге зварювальне обладнання, що використовується в автомобільних і механічних майстерень.

Для 3D-друку дослідники інтегрували зварювальні апарати з комп’ютером з числовим програмним управлінням. Готова установка створює деталі за допомогою точного комп’ютерного програмування і двох зварювальних головок.

Принцип роботи установки і готові вироби. Зображення: Lile Squires et al., Nature Communications

В ході демонстрації дві зварювальні головки працювали одна за одною на круглому шарі, щоб надрукувати два метали, кожен з яких мав певні переваги. Стійкий до корозії сердечник з нержавіючої сталі був створений всередині зовнішнього кожуха з більш дешевою «м’якої» сталі, подібної до тієї, що використовується в мостах або залізницях.

Оскільки метали стискаються з різною швидкістю при охолодженні, створюється внутрішній тиск, який стягує метали разом. Тести на результат показали велику міцність, ніж нержавіюча сталь або м’яка сталь окремо.

3D-друк за допомогою двох типів металу. Відео: Університет штату Вашингтон

Сучасні методи 3D-друк декількома металами вимагають зупинки зварювальної установки і заміни металевих дротів. Новий метод усуває цю паузу і поміщає два або більше метали в один і той же шар, поки метали ще гарячі. Саме ця особливість дозволяє забезпечити одночасне охолодження матеріалів.

Цей метод завдає метали по колу, а не тільки по лінії. Таким чином, він докорінно відходить від того, що було можливо. Рух по колу, по суті, дозволяє одному матеріалу щільно прилягати до іншого матеріалу, чого не може статися при друку по прямій лінії або в багатошарових шарах, – говорить Лайл Сквайрс, докторант машинобудування Університету штату Вашингтон і співавтор дослідження


Підписуйтеся на нас в Гугл Новини, а також читайте в Телеграм і Фейсбук


Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.

Back to top button