研究人员在3D打印中利用声音振动将金属合金颗粒摇成更紧密的形状。
最近发表在《自然通讯》(Nature Communications)期刊上的一项研究表明，高频声波可以对3D打印合金的内部微观结构产生重大影响，使其比传统打印的合金更加一致和坚固。
该研究的主要作者、RMIT大学工程学院的博士生Carmelo Todaro说，这一有前景的研究结果可能会激发增材制造的新形式。
Todaro解释说:“如果你观察3D打印合金的微观结构，你会发现它们通常是由大型细长晶体构成的。”
“由于其机械性能较低，而且在印刷过程中更容易出现裂纹，这使得它们更难以被工程应用所接受。”
“但我们在打印过程中使用超声波所得到的合金的微观结构看起来明显不同:合金晶体非常精细，完全是等轴的，这意味着它们在整个打印金属部件的各个方向上都是均等地形成的。”
测试表明，与传统的增材制造相比，这些部件的抗拉强度和屈服应力提高了12%。
研究小组用两种主要的商用合金演示了他们的超声波方法:一种是通常用于飞机部件和生物力学植入物的钛合金Ti-6Al-4V，另一种是通常用于海洋和石油工业的镍基高温合金Inconel 625。
通过简单地在打印过程中打开和关闭超声波发生器，该团队还展示了如何用不同的微观结构和成分来制作3D打印物体的特定部分，这有助于所谓的功能分级。
该研究的合著者和项目主管、RMIT的著名教授Ma Qian说，他希望他们有希望的结果会激发人们对专门设计的用于金属3D打印的超声波设备的兴趣。
Qian说:“虽然我们使用的是钛合金和镍基高温合金，但我们希望这种方法也适用于其他商业金属，如不锈钢、铝合金和钴合金。”
“我们预计这项技术可以扩大规模，使3D打印能够制造大部分工业金属合金，更高性能的结构件或结构分级合金。”
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