Forscher der Washington State University haben eine Möglichkeit entwickelt, zwei Stahlsorten in einem Rundschreiben in 3D zu drucken
Die Idee zum Drucken haben sich die Ingenieure „ausgeliehen“.Natur: Sie stellten fest, dass Bäume und Knochen dadurch zusätzliche Festigkeit erhalten, dass mehrschichtige Ringe aus unterschiedlichen Materialien miteinander interagieren. Um diese Eigenschaft bei Metallen nachzuahmen, verwendeten die Forscher übliche, relativ kostengünstige Schweißgeräte, die in Automobil- und Maschinenwerkstätten verwendet werden.
Für den 3D-Druck haben Forscher integriertSchweißmaschinen mit numerischer Computersteuerung. Die fertige Maschine erstellt Teile mithilfe präziser Computerprogrammierung und zwei Schweißköpfen.
Das Funktionsprinzip der Installation und der fertigen Produkte. Bild: Lile Squires et al., Nature Communications
Bei der Vorführung zwei Schweißköpfearbeitete nacheinander auf einer kreisförmigen Schicht, um zwei Metalle mit jeweils spezifischen Vorteilen zu drucken. Ein korrosionsbeständiger Edelstahlkern wurde in einem Außengehäuse aus billigerem „weichem“ Stahl geschaffen, ähnlich dem, der bei Brücken oder Eisenbahnen verwendet wird.
Da Metalle unterschiedlich schnell komprimiert werdenBeim Abkühlen entsteht ein Innendruck, der die Metalle zusammenzieht. Leistungstests zeigten eine höhere Festigkeit als Edelstahl oder Weichstahl allein.
3D-Druck mit zwei Arten von Metall. Video: Washington State University
Moderne 3D-Druckverfahren von mehrerenMetalle erfordern einen Stopp der Schweißanlage und einen Austausch der Metalldrähte. Die neue Methode eliminiert diese Pause und platziert zwei oder mehr Metalle in derselben Schicht, während die Metalle noch heiß sind. Diese Funktion ermöglicht die gleichzeitige Kühlung von Materialien.
Bei dieser Methode werden Metalle nicht nur kreisförmig, sondern kreisförmig abgeschiedenentlang der Linie. Damit weicht er grundsätzlich vom Möglichen ab. Die kreisförmige Bewegung ermöglicht im Wesentlichen, dass ein Material eng an einem anderen Material anliegt, was beim Drucken in einer geraden Linie oder in mehreren Schichten nicht passieren kann.
Lyle Squires, Doktorand im Maschinenbau an der University of Washington und Co-Autor der Studie
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