Надміцні конструкції із двох типів стали надрукували на 3D-принтері

Дослідники з Університету штату Вашингтон створили спосіб 3D-друку двох типів стали в одному круговому

шар з використанням двох зварювальних апаратів.Отриманий біметалічний матеріал виявився на 33-42% міцнішим за кожен метал окремо. Це пов'язано з тиском, що виникає між металами в процесі спільного охолодження.

Інженери «запозичили» ідею для друку уприроди: вони помітили, що дерева та кістки отримують додаткову міцність від того, що багатошарові кільця з різних матеріалів взаємодіють один з одним. Щоб імітувати цю властивість з металами, дослідники використовували звичайне, відносно недороге зварювальне обладнання, яке використовується в автомобільних та механічних майстернях.

Для 3D-друку дослідники інтегрувализварювальні апарати з комп'ютером із числовим програмним керуванням. Готове встановлення створює деталі за допомогою точного комп'ютерного програмування та двох зварювальних головок.

Принцип роботи установки та готові вироби. Зображення: Lile Squires et al., Nature Communications

У ході демонстрації дві зварювальні головкипрацювали одна за одною на круглому шарі, щоб надрукувати два метали, кожен з яких мав певні переваги. . 

Так як метали стискаються з різною швидкістю приохолодженні, створюється внутрішній тиск, який стягує метали разом. Тести на результат показали більшу міцність, ніж нержавіюча сталь чи м'яка сталь окремо.


3D-друк за допомогою двох типів металу. Відео: Університет штату Вашингтон

Сучасні методи 3D-друк кількомаметалами вимагають зупинки зварювальної установки та заміни металевих дротів. Новий метод усуває цю паузу і поміщає два або більше металу в той самий шар, поки метали ще гарячі. Саме ця особливість дозволяє забезпечити одночасне охолодження матеріалів. 

Цей метод наносить метали по колу, а не лишепо лінії. Таким чином, він докорінно відходить від того, що було можливо. Рух по колу, по суті, дозволяє одному матеріалу щільно прилягати до іншого матеріалу, чого не може статися під час друку по прямій лінії або багатошарових шарах.

Лайл Сквайрс, докторант машинобудування Університету штату Вашингтон та співавтор дослідження

Читати далі:

Подивіться на 100 блискавок, які вдарили по землі та воді під час грози у Туреччині

У Монголії знайшли артефакт, що нагадує фалос: йому близько 42 000 років

Знайдено найвище дерево в Азії: показуємо, як воно виглядає