3D-printer laver dele ved at sprænge titanpulver med hastighed

Almindelig lag-på-lag 3D print er gamle nyheder sammenlignet med en ny additiv fremstillingsteknik udviklet af et internationalt team af ingeniører. De demonstrerede for nylig en innovativ metode til at printe 3D-metalobjekter ved at affyre et pulver, dvs sammensat af bittesmå titanium partikler, ved supersonisk hastighed, så de smelter sammen i enhver interessant vej.

Denne "kolde spray"-tilgang finder sted under metallets smeltetemperatur. Når partiklerne rammer underlaget med høj nok hastighed, deformeres de og klæber til det. Effektiviteten af ​​denne adhæsion øges, når partikelhastigheden stiger. Uden højhastighedspåvirkningen ville metalpulver simpelthen ikke hæfte godt.

Koldspraytryk er blevet testet før. Men det, der gør dette anderledes, er, at det bevidst blev udført med partikelhastigheder, der ikke overskred en vis grænse (selvom den grænse var den blændende hurtige 1.969 fod pr. sekund). Dette resulterede i metaldele med en porøs, snarere end maksimalt tæt, mikrostruktur. Hvorfor vil du skabe noget uden maksimal tæthed? Som det viser sig, handler det om de potentielle applikationer.

"Konventionelt er det ønskeligt at opnå fuld densitet i udskrifter for at undgå forringelse af mekaniske egenskaber forbundet med porer, såsom reduceret styrke," Atieh Moridi, en assisterende professor i Mechanical and Aerospace Engineering ved Cornell University, fortalte Digital Trends. "Men i denne undersøgelse blev porøsitet bevidst induceret ved at arbejde inden for en lavere partikelhastighed område kaldet det subkritiske hastighedsregime, hvor materialeaflejringseffektiviteten er under 100 procent."

Som forskerne påpeger, er en porøs struktur nyttig til at opnå højere biokompatibilitet af metalimplantater til biomedicinske formål. Den porøse struktur er nyttig i denne sammenhæng, fordi den både mindsker metallets stivhed for at matche det af de omgivende knogler og giver også mulighed for bedre knogle-implantatintegration ved at lade knogleindvækst inde i porer.

Vi planlægger [næste] yderligere at undersøge og optimere printprocessen af ​​den porøse struktur i forhold til biokompatibilitet," Ming Dao, direktør for Nanomechanics Laboratory ved MIT, fortalte Digital Trends. "Som det sidste trin er vi interesserede i at samarbejde med virksomheder for at fremskynde kommercialiseringsprocessen af ​​teknologien."

Et papir, der beskriver arbejdet, med titlen "Solid-state additive manufacturing of porous Ti-6Al-4V by supersonisk impact," var for nylig offentliggjort i tidsskriftet Applied Materials Today.

Redaktørens anbefalinger

• 3D-printet cheesecake? Inde i den kulinariske søgen efter at lave en Star Trek madreplikator
• AMD Ryzen 7 5800X3D slår forgængeren, men AMD lovede mere
• AMD driller ydeevnen af ​​sin revolutionerende 3D V-cache-chip
• NASA tester en 3D-printer, der bruger månestøv til at printe i rummet
• Keramisk blæk kunne lade læger 3D-printe knogler direkte ind i en patients krop

Opgrader din livsstilDigital Trends hjælper læserne med at holde styr på den hurtige teknologiske verden med alle de seneste nyheder, sjove produktanmeldelser, indsigtsfulde redaktionelle artikler og enestående smugkig.