來自美國北卡羅萊納州立大學的研究員使用3D打印的鐵基非晶金屬合金，能夠用來制造更高效的電動機和其他設備。研究員生產的鐵合金比其關鍵鑄件厚度大15倍。無定形金屬，同時也被稱為金屬玻璃，它是具有無序原子尺度結構的固體金屬材料。它們在固態下是非晶態的，并具有良好的導電性，讓它們能用在高壓電的變壓器上。一些研究員研究了使用非晶態金屬作為人體植入物的生物材料。
制造非晶態金屬的問題是需要快速冷卻以防止形成晶體結構
這通常限制了科學家們只能在極薄的層中制造非晶態金屬。然而，使用3D打印技術，北卡羅來納州立大學的研究員可能已經找到了一種更大規模的生產金屬玻璃的方法，其超越了材料的關鍵鑄造厚度。“使用增材制造或3D打印生產尺寸大于關鍵鑄件厚度的金屬玻璃的想法已經存在了十多年，”博士ZaynabMahbooba解釋道“但這是第一次發表的作品，表明我們可以做到。我們能夠以比其關鍵鑄造厚度大15倍的規模生產無定形鐵合金。“
金屬玻璃3D打印工藝通過熔化20微米金屬粉末層，一次一層地工作。由于層薄，金屬很快冷卻并保持其無定形非晶性質。但不像其他打印技術那樣產生明顯的層狀結構，該過程產生均勻的金屬玻璃物體。
大小對比
“這是我們可以做到這一點的證明”北卡羅來納州立大學工業系統與工程系杰出教授愛德華·P·費茨說。“這種技術沒有理由不能用于生產任何非晶合金。”Harrysson補充說：“一些金屬玻璃已經顯示出在電動機中使用的巨大潛力，減少了余熱，并將更多的電力從電磁場轉化為電力。”
雖然研究人員將不得不繼續進行反復試驗研究，以便為特定應用找到理想的合金成分，但他們相信他們的工作可能會為創造耐磨材料創造巨大的機會，這些材料包括高強度材料和輕量級3D打印結構。“由于我們在談論增材制造，我們可以生產這些具有各種復雜幾何形狀的金屬玻璃，這也有助于它們在各種應用中的實用性，”Harrysson說。
