得益于澳大利亞的最新研究，3D打印金屬零件的質(zhì)量很快就會得到提高。當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)家已經(jīng)確定，超聲波的應(yīng)用通過改變它們的微觀結(jié)構(gòu)來提高3D打印金屬的強(qiáng)度。

在博士學(xué)位候選人卡梅洛·托達(dá)羅的帶領(lǐng)下，皇家墨爾本理工大學(xué)的一個團(tuán)隊(duì)嘗試了一種稱為“定向能量沉積”（DED）的現(xiàn)有3D打印技術(shù)。這種技術(shù)涉及到使用激光熔化金屬粉末，使其沉積在表面上，一次沉積一層。熔融金屬隨后固化，形成最終產(chǎn)品。

RMIT的研究人員從兩種不同的常用合金中打印出了樣品物體：Ti－6Al－4V，這是一種經(jīng)常用于飛機(jī)零件和生物機(jī)械植入物的鈦合金；Inconel 625，一種鎳基高溫合金，常用于海洋和石油工業(yè)。

在這兩種情況下，沉積表面實(shí)際上都是超聲波發(fā)生器，能產(chǎn)生超聲振動。這些振動施加作為將金屬凝固，基本上搖動該由它的晶粒的微觀晶體，以使它們形成為緊密配置。結(jié)果，與沒有超聲打印的相同樣品相比，發(fā)現(xiàn)這些對象的抗張強(qiáng)度和屈服應(yīng)力提高了12％。

托達(dá)羅說：“3D打印合金的微觀結(jié)構(gòu)通常是由細(xì)長的大晶體組成。 由于它們的較低的機(jī)械性能和增加的在印刷過程中開裂的趨勢，這可能使它們在工程應(yīng)用中不被接受。但是我們在印刷過程中對超聲波施加的合金的微觀結(jié)構(gòu)看起來明顯不同：合金晶體非常細(xì)小并且完全等軸，表示它們在整個印刷金屬零件的各個方向上均等地形成。”

另一方面，通過在打印過程中打開和關(guān)閉超聲焊極，也可以創(chuàng)建在不同區(qū)域具有不同微觀結(jié)構(gòu)的單個項(xiàng)目。這是一種稱為“功能分級”的質(zhì)量，在考慮重量輕或減少材料使用等因素的對象中很有用。

人們認(rèn)為，一旦超聲增強(qiáng)3D打印技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，它可能會另外用于增強(qiáng)其他金屬的強(qiáng)度－這些金屬可能包括不銹鋼以及鋁和鈷合金。
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