如何3D打印工業(yè)級高強度鋁合金？鋯納米顆粒來幫忙

據(jù)南極熊了解，近日，《自然》發(fā)表的一篇論文3D printing of high-strength aluminium alloys介紹了一種3D打印高強度鋁合金的方法。隨著這一新技術(shù)的研發(fā)，美國休斯研究實驗室翻開了金屬加法制造的新篇章。

3D打印，又稱基于金屬的加法制造，指逐層添加金屬組件，這種方法可以提高設(shè)計自由度和制造靈活性。但是，目前只有少數(shù)幾種合金能夠可靠地打印出來。在目前使用的5500多種合金中，絕大多數(shù)都無法采用加法制造，因為制造過程中的化和凝固動力學(xué)會導(dǎo)致所得材料出現(xiàn)周期性裂紋。

美國休斯研究實驗室的John Martin及同事引入納米粒子來控制加法制造過程中的凝固，為這個問題提供了一個解決方案。他們使用和汽車、航空以及消費應(yīng)用密切相關(guān)的鋁合金做了演示 。他們使用計算機軟件分析了4500多種不同合金和納米粒子的組合，最終選定表面氫化（處理過）的鋯為一種合適的納米粒子材料。

之后給兩種鋁合金（7075和6061）的霧化粉末加上表面氫化鋯納米粒子涂層，再使用選擇性激光熔化技術(shù)進行加法制造。作者發(fā)現(xiàn)相較于通過無納米粒子涂層的7075和6061粉末制造的部件，利用納米粒子制造的合金未出現(xiàn)裂紋痕跡，而且強度堪比鍛造材料。

來源：Nature自然科研