Sonunda, metal için basit bir 3 boyutlu yazıcı
Sağlık, havacılık ve mühendislik dahil olmak üzere bir dizi endüstride, neredeyse her türden üç boyutlu nesneler üretmek için kullanılır, 3-D basılı materyaller son on yılda yaşlanmıştır. Journal Today dergisinde yayınlanan araştırma, metalik camdan metalik cisimlere yapılan metal filamanları birleştirmek için 3 boyutlu baskıya yeni bir yaklaşım sergiliyor.
Yale Üniversitesi'nde Makine Mühendisliği ve Malzeme Bilimi Profesörü Jan Schroers, Amerika Birleşik Devletleri, Burlington'da bulunan Desktop Metal, Inc., meslektaşlarıyla birlikte, termoplastiklerin 3 boyutlu baskısının son derece gelişmiş olduğunu, ancak 3 boyutlu baskı yapıldığını belirtiyor. Metaller hala zorlu ve sınırlıdır. Metallerin genel olarak kolayca ekstrüde edilebilecekleri bir durumda olmaları nedeni.
"Bu çalışmada teorik olarak bir dizi diğer metalik camları kullanabileceğimizi ve 3-D kadar kolay ve pratik bir şekilde metallerin 3-D baskısını yapmak için işlemi daha pratik ve ticari olarak kullanılabilir hale getirmek için çalışıyoruz. Termoplastik baskı, "Prof. Schroers söyledi.
Geleneksel metallerden farklı olarak, dökme metalik camlar (BMG'ler) termodinamik profillerinde süper-soğutulmuş bir sıvı bölgeye sahiptir ve ısındığında sürekli bir yumuşamaya maruz kalırlar - bu, termoplastiklerde mevcut olan, fakat geleneksel metaller olmayan bir olaydır. Schroers ve meslektaşları, BMG'lerin 3 boyutlu baskıda, termoplastik 3-D baskıda kullanılan türdeki ortam koşullarında sağlam, yüksek mukavemetli metal bileşenler üretmek için kullanılabileceğini göstermiştir.
Yeni çalışma, bir dizi malzeme ve mühendislik uygulaması için, metal bileşenler üzerinde termoplastik bileşenlerin seçilmesindeki bariz tavizlerin yanısıra, tersi de olabilirdi. Daha önce, bir toz yatağı füzyon işleminin kullanıldığı metal bileşenlerin katkı maddesi imalatı geliştirilmiştir, ancak bu, yüksek lokalize bir ısıtma kaynağını ve daha sonra istenen yapıya şekillendirilmiş bir toz metalin katılaşmasını kullanır. Bu yaklaşım maliyetli ve karmaşıktır ve imalat sürecinin yüksek sıcaklıkları tarafından bozulmamış olan göze batmayan destek yapıları gerektirir.
Prof. Schroers ve meslektaşları tarafından alınan yaklaşım, BMG'lerin metal yumuşatma davranışını benzersiz olarak kullanarak metalik bileşenlerin katkılı üretimini basitleştirmektedir. Bu plastik benzeri özellikleri ile eşleştirilmiş, yüksek mukavemet ve elastik sınırlar, yüksek kırılma tokluğu ve yüksek korozyon direncidir. Ekip, zirkonyum, titanyum, bakır, nikel ve berilyumdan yapılmış bir BMG'ye alaşım formülü ile odaklanmıştır: Zr44Ti11Cu10Ni10Be25. Bu iyi karakterize edilmiş ve kolayca bulunabilen bir BMG materyalidir.
Ekip, 1 milimetre (mm) çaplı ve 700 mm uzunluğundaki amorf çubuklar kullanmıştır. 460 santigrat derecelik bir ekstrüzyon eriyiği kullanılır ve yumuşatılmış fiberleri 0.5 mm çaplı bir memeden zorlamak için 10 ila 1, 000 Newton'luk bir ekstrüzyon kuvveti kullanılır. Elyaflar daha sonra 400 ° C'lik bir paslanmaz çelik ağa ekstrüde edilir, burada istenen nesne oluşturmak için robotik olarak kontrol edilen bir ekstrüzyonun gerçekleştirilebilmesi için en az bir gün geçene kadar kristalizasyon gerçekleşmez.
BMG 3-D'nin geniş kapsamlı bir teknik baskısı yapmak için hangi zorlukların devam ettiğini sorduğunda, Prof. Schroers, “BMG 3-D baskıyı yaygın olarak kullanabilmek için, geniş bir yelpazedeki BMG'ler için mevcut olan pratik BMG hammaddesinin mevcut olması gerekmektedir. Erimiş filaman üretimini ticari olarak kullanmak için, tabaka-tabaka birleştirme daha güvenilir ve tutarlı olmalıdır. "