Rozwój inżynierii materiałowej
W ostatnich latach naukowcy poszukiwali nowych sposobów wytwarzania wysokowydajnych części metalowych za pomocą technologii druku 3D. Jedną z obiecujących metod jest zastosowanie materiałów stopowych. Stop to materiał składający się z dwóch lub więcej pierwiastków metalicznych lub niemetalowych. Wybierając odpowiedni skład i proporcje stopu, właściwości fizyczne i chemiczne materiału można dostosować do konkretnych potrzeb zastosowania. Jednak tradycyjne metody produkcji stopów często wymagają obróbki cieplnej w celu optymalizacji właściwości materiału. To ważne wyzwanie dla technologii druku 3D.
Nowy rodzaj metalowego stopu do druku 3D
Niedawno zespół badawczy złożony z badaczy z całego świata z sukcesem opracował nowy rodzaj metalowego materiału stopowego do druku 3D. Materiał ten jest znany jako „stop o wysokiej entropii” i składa się z pięciu lub więcej pierwiastków metalicznych, z których każdy ma w przybliżeniu taką samą zawartość. Stopy o wysokiej entropii charakteryzują się bardzo złożoną strukturą krystaliczną, co pozwala im zachować doskonałe właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach. Ponadto stopy o wysokiej entropii mają doskonałą odporność na korozję i wytrzymałość w wysokiej temperaturze, co pozwala im wykazywać doskonałą wydajność w wielu zastosowaniach.
Zespołowi badawczemu udało się uzyskać wydajny druk 3D stopów o wysokiej entropii poprzez optymalizację parametrów drukowania i składu materiału. Co więcej, odkryli, że stop został już poddany częściowej obróbce cieplnej podczas procesu drukowania, dzięki czemu drukowana część osiągnęła doskonałe parametry bez dodatkowej obróbki cieplnej. To przełomowe odkrycie otwiera nowe możliwości druku 3D z metalu, zapewniając bardziej wydajny i opłacalny sposób produkcji dla wielu gałęzi przemysłu.
Potencjał aplikacji
Doskonałe parametry stopów o wysokiej entropii oraz łatwość druku 3D sprawiają, że mają one szerokie perspektywy zastosowań w wielu dziedzinach. Na przykład w sektorze lotniczym stopy o wysokiej entropii można stosować do produkcji elementów silników lotniczych i rakiet, co może znacznie poprawić żywotność i bezpieczeństwo tych elementów ze względu na ich wytrzymałość w wysokiej temperaturze i odporność na korozję. W medycynie stopy o wysokiej entropii można stosować do produkcji implantów biologicznych i wyrobów medycznych, poprawiając wyniki leczenia i jakość życia pacjentów ze względu na ich dobrą biokompatybilność i odporność na korozję. Ponadto stopy o wysokiej entropii można również stosować w produkcji części samochodowych, produktów elektronicznych i innych dziedzinach.
wniosek
Rozwój wysokowydajnych metalowych materiałów stopowych do drukowania 3D bez obróbki cieplnej niewątpliwie przyniósł nowe przełomy w technologii wytwarzania przyrostowego. Pojawienie się stopów o wysokiej entropii nie tylko przezwycięża pewne ograniczenia tradycyjnych metod produkcji, ale także umożliwia realizację wydajnych i ekonomicznych metod produkcji poprzez optymalizację parametrów drukowania i składu materiału. Wraz z dalszym rozwojem i udoskonalaniem tej technologii istnieją podstawy, aby sądzić, że przyszłość produkcji będzie bardziej wydajna, elastyczna i innowacyjna.
