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研究者は、より良い3D印刷のために金属微細構造を制御します

Snowflakeの複雑な構造が溶けて再凍結すると変化すると消滅すると、3D印刷プロセス中に金属の微細構造が変化し、印刷製品の長所または短所が生じる可能性があります。コーネルの研究者は、合金組成を調整することにより、金属固化におけるこれらの変換を制御する方法を明らかにし、最終的にはより強力で信頼性の高い金属部品につながりました。調査結果、 Nature Communicationsで2月12日に公開、3D印刷プロセス中に発生する位相変化の内部で前例のないビューを提供し、添加剤の製造に使用される材料を改善することができます。「主要な問題は、私たちが印刷する材料のほとんどが、特定の方向に材料を弱めることができる柱のような構造を形成することです」と上級著者は言いました アティエ・モリディ、コーネルエンジニアリングのシブリーメカニカルアンド航空宇宙工学学校の助教授であり、AREFおよびマノンラーハム教員フェロー。 「合金の組成を調整することにより、これらの柱のような構造を本質的に破壊し、より均一な材料を作ることができることを発見しました。」出発物質でマンガンと鉄の相対的な量を調整することにより、チームは柱状の粒子の成長を混乱させ、穀物サイズを大幅に減らし、完成した金属の降伏強度を改善しました。「穀物サイズなどの微細構造の特徴は、材料の性能と特性を支配するビルディングブロックです」とモリディは言いました。 「材料組成は位相安定性を制御します。これは、微細構造を制御するための鍵でした。」「困難な部分は、材料が液体状態から固体状態になるこれらの非常に短い時間を解決しようとすることでした」とワカイは言いました。最終製品には以前の状態の指紋がないため、溶けた水からスノーフレークがどのように見えるかを理解しようとするようなものです。チームは、Cornell High Energy Synchrotronソースを利用して、印刷プロセス中に材料に関する秒分の分数データを取得することにより、この障害を克服しました。モリディは、最もパフォーマンスの高いサンプルで、「これらの柱のような穀物を破壊し、穀物構造を改良するのに役立つ中間相の証拠を見つけました。」開始合金の材料特性と結果として生じる相変化を理解することは、3D印刷用の金属を選択するための新しい基盤を表す可能性があります。「この研究の結果は、実生活のアプリケーションに使用して、より良いパフォーマンスを可能にするより信頼性の高い資料を作成することができます」とワカイは言いました。 「将来はそれほど遠くないので、車や電子機器などの消費者製品でさえ、3Dプリントされた金属部品を見始めます。」3D金属の信頼性を高めることは、製造分野の恩恵になる可能性があります。 Wakaiは、3D金属の印刷には「体重の減少、製造時間の短縮、材料廃棄物の最小化につながる可能性のある設計の自由度があり、従来の方法で製造するのが非常に困難または不可能な機能を作成できる」と述べました。協力者には、NASAとピッツバーグ大学の研究者が含まれていました。彼らの仕事のための資金は、米国エネルギー省、国立科学財団、NASAから来ました。Melia Matthewsは、Cornell Engineeringのフリーランスライターです。 #研究者はより良い3D印刷のために金属微細構造を制御します