Regelmäßig Schicht für Schicht 3d Drucken ist im Vergleich zu einer neuen additiven Fertigungstechnik, die von einem internationalen Team von Ingenieuren entwickelt wurde, eine alte Nachricht. Sie haben kürzlich eine innovative Methode zum Drucken von 3D-Metallobjekten demonstriert, indem sie ein Pulver abfeuern bestehend aus winzigen Titanpartikeln, mit Überschallgeschwindigkeit, so dass sie auf interessante Weise miteinander verschmelzen Weg.
Dieser „Kaltspray“-Ansatz findet unterhalb der Schmelztemperatur des Metalls statt. Wenn die Partikel mit ausreichend hoher Geschwindigkeit auf das Substrat treffen, verformen sie sich und haften daran. Die Effizienz dieser Adhäsion steigt mit zunehmender Partikelgeschwindigkeit. Ohne den Hochgeschwindigkeitsaufprall würden Metallpulver einfach nicht gut haften.
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Der Kaltsprühdruck wurde bereits getestet. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass es absichtlich mit Partikelgeschwindigkeiten durchgeführt wurde, die einen bestimmten Grenzwert nicht überstiegen (selbst wenn dieser Grenzwert bei den unglaublich schnellen 1.969 Fuß pro Sekunde lag). Dies führte zu Metallteilen mit einer porösen statt einer maximal dichten Mikrostruktur. Warum sollte man etwas ohne maximale Dichte schaffen wollen? Wie sich herausstellt, dreht sich alles um die möglichen Anwendungen.
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„Herkömmlicherweise ist es wünschenswert, bei Drucken die volle Dichte zu erreichen, um die Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften zu vermeiden, die mit Poren verbunden sind, wie z. B. eine verringerte Festigkeit.“ Atieh Moridi, Assistenzprofessor für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der Cornell University, sagte gegenüber Digital Trends. „In dieser Studie wurde die Porosität jedoch absichtlich dadurch induziert, dass bei einer niedrigeren Partikelgeschwindigkeit gearbeitet wurde Bereich, der als unterkritisches Geschwindigkeitsregime bezeichnet wird und in dem die Materialabscheidungseffizienz unter 100 liegt Prozent."
Wie die Forscher hervorheben, ist eine poröse Struktur nützlich, um eine höhere Biokompatibilität von Metallimplantaten für biomedizinische Zwecke zu erreichen. Die poröse Struktur ist in diesem Zusammenhang hilfreich, da sie die Steifigkeit des Metalls entsprechend verringert der umgebenden Knochen und ermöglicht auch eine bessere Knochen-Implantat-Integration, indem das Einwachsen von Knochen in das Innere des Knochens ermöglicht wird Poren.
„Als nächstes planen wir, den Druckprozess der porösen Struktur im Hinblick auf die Biokompatibilität weiter zu untersuchen und zu optimieren.“ Ming Dao, Direktor des Nanomechanics Laboratory am MIT, sagte gegenüber Digital Trends. „Als letzten Schritt sind wir an einer Zusammenarbeit mit Unternehmen interessiert, um den Kommerzialisierungsprozess der Technologie zu beschleunigen.“
Ein Artikel mit dem Titel „Festkörperadditive Fertigung von porösem Ti-6Al-4V durch Überschalleinwirkung“ beschreibt die Arbeit kürzlich in der Zeitschrift Applied Materials Today veröffentlicht.
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