NASA超聲波金屬3D打印技術(shù)，制造抗腐蝕涂層

2020年9月27日，南極熊獲悉，金屬3D打印專家利用超聲波增材制造（UAM）技術(shù)，成功地將不同的非晶合金合并成多金屬包層。

△作為NASA項目的一部分，F(xiàn)abrisonic已經(jīng)部署專利技術(shù)來3D打印多材料包層，圖片來自Fabrisonic
作為美國國家航空航天局“SBIR研究”的一部分，F(xiàn)abrisonic利用超聲波能量而不是傳統(tǒng)的激光能力來融合不同的耐腐蝕合金。利用專有的制造技術(shù)，F(xiàn)abrisonic能夠?qū)⒔饘龠B接到晶體基材上，而不破壞它們的任何有益特性。

由此產(chǎn)生的金屬混合物比普通的晶體合金具有更高的強度和耐腐蝕性，這使得它們非常適合未來在航空航天工業(yè)中的覆層應用。



Fabrisonic的超聲波快速成型制造技術(shù)

Fabrisonic的UAM技術(shù)是一種混合金屬3D打印工藝，它將連續(xù)的金屬帶通過超聲焊接成3D形狀。這種方法在低溫下操作，可以將電子器件等不同材料嵌入到金屬合金結(jié)構(gòu)中。

△Fabrisonic的UAM工藝，可以將不同的金屬結(jié)合在一起，而不會失去任何耐腐蝕的品質(zhì)，圖片來自Fabrisonic

金屬部件打印后，還可以使用數(shù)控機床對內(nèi)外表面進行精加工，這使得用戶可以創(chuàng)造出比傳統(tǒng)金屬3D打印工藝更細致的形狀。自從Fabrisonic在2017年為UAM打印技術(shù)申請了專利后，又推出了SonicLayer 1200機器，這款機器采用了UAM技術(shù)。

△CNC加工階段

Fabrisonic近年來與一些美國政府研究團體建立了合作關系。比如與橡樹嶺國家實驗室(ORNL)合作，部署UAM為ORNL的高通量同位素反應器(HFIR)3D打印控制板。

Fabrisonic還與NASA建立了密切的合作關系，他們共同開發(fā)的3D打印熱交換器設備在2018年通過了太空飛行質(zhì)量控制測試。最近，F(xiàn)abrisonic與光學傳感器專家Luna Innovations合作，為NASA制造傳感器項目。希望為斯坦尼斯航天中心的火箭測試臺收集低溫燃料管道的數(shù)據(jù)。

在NASA和Fabrisonic的最新合作中，F(xiàn)abrisonic進一步開發(fā)了UAM工藝，用于打印組合金屬包層，未來可能會有航空航天應用。

△Fabrisonic之前曾與NASA合作過項目，包括生產(chǎn)3D打印熱交換器（如圖），圖片來自Fabrisonic

在測試過程中，團隊發(fā)現(xiàn)，UAM的低溫使得不同的金屬合金能夠在幾乎沒有金屬間形成的情況下進行接合，而且不會降低其高強度的特性。這兩家公司還發(fā)現(xiàn)，可以利用多道工序來添加更多的金屬，這反過來又使結(jié)構(gòu)的厚度能夠根據(jù)其最終用途的應用進行定制。

△晶體金屬包覆非晶合金

總的來說，在NASA開發(fā)計劃的第一階段，合作伙伴們成功地將鋁、鈦和鋼等結(jié)晶金屬融合在一起，產(chǎn)生了壁厚為1mm的零件。未來，3D打印技術(shù)可以部署在創(chuàng)建用于重型設備內(nèi)的層壓板，或用于石油和天然氣管道的絕緣。

Fabrisonic公司的研究結(jié)果詳見其題為 "Manufacturing Amorphous Wear and Corrosion Resistant Cladded Surfaces using Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM) "的白皮書，作者為Fabrisonic公司總裁Mark Norfolk。

白皮書下載：

Fabrisonic White Paper 2020Final rev 9-22-20.pdf (541.44 KB, 下載次數(shù): 301)

2020-9-27 16:29 上傳

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