Технология 3D-печати, разработанная в Бирмингемском университете Великобритании, Стокгольмском университете Швеции и Чжэцзянском университете, смогла достичь исключительного уровня прочности и пластичности по сравнению с аналогами более традиционных процессов.
Исследователи смогли оптимизировать параметры процесса 3D-печати нержавеющей стали для достижения результатов.
В большинстве процессов 3D-печати металлических продуктов, они создаются непосредственно из металлических порошков, что может сделать их восприимчивыми к дефектам, таким образом, приводя к ухудшению механических свойств.
«Сила и пластичность являются природным врагами друг друга; следовательно, большинство методов, разработанных для укрепления металлов, уменьшают пластичность», – говорит д-р Лейфэн Лю, главный участник проекта. «Известно, что технология 3D-печати создает объекты с ранее недоступными формами, и наша работа показывает, что она также дает возможность производить следующее поколение структурных сплавов с существенным улучшением как прочности, так и пластичности».
Скорость охлаждения
Это стало возможным благодаря сверхбыстрой скорости охлаждения, которая оценивалась в диапазоне от 1000°C в секунду до 100 миллионов °C в секунду, что, по словам доктора Лю, было невозможно в процессе производства объемного металла до появления 3D-печати.
Металлы, которые так быстро охлаждаются, приводят к так называемому неравновесному состоянию, что позволяет использовать некоторые удивительные микроструктуры, такие как дислокационная сеть субмикроразмера, которая была раскрыта в ходе исследования как основная причина улучшения механических свойств.
«Эта работа дает исследователям совершенно новый инструмент для разработки новых систем сплавов с ультрамеханическими свойствами, а также помогает 3D-печати металлов получить доступ к полю, где требуются высокие механические свойства, такие как структурные детали в аэрокосмической и автомобильной промышленности».
