Японские ученые решили одну из проблем аддитивной печати по металлу — формирование хрупких интерметаллических соединений в сплавах стали и алюминия. Их открытие позволит изготавливать уникальные детали сложной формы с минимумом отходов, не жертвуя при этом прочностью. Технология может оказаться полезной в автомобилестроении.
Достаточно высокая точность современных технологий аддитивной печати металлом позволяет изготавливать уникальные изделия заданной формы с меньшим количеством отходов. Многокомпонентные структуры, сочетающие разные материалы для достижения оптимальной производительности, тоже можно создавать на 3D-принтере. Например, если печатать стальные автомобильные детали с добавлением алюминия, они станут легче.
Однако, есть у этой технологии и недостатки, пишет Science Daily. В случае сочетания определенных металлов, той же стали и алюминия, могут возникать хрупкие интерметаллические соединения. Материал получается не только более легким, но и более ломким.
Целью исследования ученых из Университета Тохоку стало создание прочного сплава алюминия и стали. Они использовали аддитивную технологию выборочного лазерного плавления (Laser Powder Bed Fusion, L-PBF), которая позволяет избирательно плавить металлические порошки. И установили, что повышение скорости сканирования значимо подавляет формирование хрупких интерметаллических соединений. Получившийся у них сплав продемонстрировал наличие прочных соединений между металлами.
«Другими словами, нельзя просто слепить два металла и ждать, что они соединятся сами собой, — сказал профессор Им Сон Кен. — Сначала нам надо полностью понять механизм образования сплава».
Воспользовавшись своим открытием, ученые напечатали первую в мире деталь автомобильной подвески из многокомпонентного материала с заданной геометрией.
В дальнейшем ученые собираются применять свои наработки для печати других сплавов металлов, у которых имеются аналогичные проблемы с интерметаллическим соединением.
