Istraživači su koristili zvučne vibracije kako bi protresli zrna metalnih legura u čvršće formiranje tijekom 3D ispisa.
Studija koja je upravo objavljena uKomunikacije o prirodipokazuje da zvučni valovi visoke frekvencije mogu imati značajan utjecaj na unutarnju mikrostruk strukturu 3D tiskanih legula, što ih čini dosljednijima i jačima od onih tiskanih konvencionalno.
Glavni autor i doktorand s Tehničkog fakulteta Sveučilišta RMIT, Carmelo Todaro, izjavio je kako bi obećavajući rezultati mogli potaknuti nove oblike aditivne proizvodnje.
"Ako pogledate mikroskopsku strukturu 3D tiskanih legura, one se često čine od velikih i izduženih kristala", objasnio je Todaro.
"To ih može učiniti manje prihvatljivim za inženjerske primjene zbog njihovih nižih mehaničkih performansi i povećane sklonosti pucanju tijekom ispisa."
"Ali mikroskopska struktura legura na koje smo primijenili ultrazvuk tijekom tiskanja izgledala je značajno drugačije: kristali legura bili su vrlo fini i potpuno izjednačeni, što znači da su se formirali jednako u svim smjerovima tijekom cijelog tiskanog metalnog dijela."
Ispitivanje je pokazalo da ti dijelovi imaju 12% poboljšanje vlačne čvrstoće i naprezanja prinosa u usporedbi s onima napravljenim konvencionalnom proizvodnjom aditiva.
Tim je demonstrirao svoj ultrazvučni pristup koristeći dvije glavne legure komercijalnog razreda: legurom od titana koja se obično koristi za dijelove zrakoplova i biomehaničke implantate, poznatim kao Ti-6Al-4V, i superalloyom na bazi nikla koji se često koristi u morskoj i naftnoj industriji pod nazivom Inconel 625.
Jednostavnim uključivanjem i isključivanjem ultrazvučnog generatora tijekom ispisa, tim je također pokazao kako se određeni dijelovi 3D tiskanog objekta mogu napraviti s različitim mikroskopskim strukturama i kompozicijama, korisnim za ono što je poznato kao funkcionalno ocjenjivanje.
Koautor studije i nadzornik projekta, ugledni profesor RMIT-a Ma Qian, izrazio je nadu kako će njihovi obećavajući rezultati izazvati zanimanje za posebno dizajnirane ultrazvučne uređaje za 3D ispis metala.
"Iako smo koristili legur titana i superalloy na bazi nikla, očekujemo da metoda može biti primjenjiva na druge komercijalne metale, kao što su nehrđajući čelik, aluminijske legure i legure kobalta", rekao je Qian.
"Predviđamo da se ova tehnika može povećati kako bi se omogućio 3D ispis većine industrijski relevantnih metalnih legura za konstrukcijske dijelove viših performansi ili strukturno ocijenjene legure."
