康奈爾大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種改進(jìn)金屬3D打印零件的方法。這是一直反其道而行的方法,故意在3D打印過(guò)程中制造更多的缺陷,然后在后處理時(shí),使用高溫和高壓來(lái)改變材料的微觀結(jié)構(gòu),從而產(chǎn)生強(qiáng)度和韌性更好的金屬零件。
研究小組表示,目前的以粉末燒結(jié)為代表的金屬3D打印技術(shù)存在一個(gè)缺陷,3D打印的金屬零件會(huì)有微小孔隙,從而削弱了材料性能。因此,3D打印廠商們一直在想辦法消除這種缺陷,比如超聲波等。不過(guò)目前還沒(méi)辦法完全消除這種孔隙。
于是他們就想,既然無(wú)法消除,那么是否換個(gè)思路,利用這些孔隙呢?他們?cè)谘芯繒r(shí)發(fā)現(xiàn),這些孔隙其實(shí)包含了比較大的能量。為了獲得更多的孔隙,他們干脆不再優(yōu)化工藝參數(shù)(用來(lái)減少孔隙),而是直接打印,以增加這種孔隙率。
于是,研究小組就獲得了一個(gè)有點(diǎn)糟糕的金屬3D打印件。隨后,他們采用一種熱等靜壓(HIP)的方法,對(duì)金屬件施加高熱和高壓,高壓會(huì)迫使具有高應(yīng)力集中的孔隙閉合,高溫會(huì)推動(dòng)孔隙中的能量釋放,從而改變材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)高溫高壓處理后,本身的材料性能趨向于合金,強(qiáng)度和韌性大幅度增加,3D打印件強(qiáng)方向和弱方向的特性也消失,適用于所有方向。據(jù)說(shuō)性能比鍛造件都要好。
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