來(lái)自美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)的研究員使用3D打印的鐵基非晶金屬合金，能夠用來(lái)制造更高效的電動(dòng)機(jī)和其他設(shè)備。研究員生產(chǎn)的鐵合金比其關(guān)鍵鑄件厚度大15倍。無(wú)定形金屬，同時(shí)也被稱(chēng)為金屬玻璃，它是具有無(wú)序原子尺度結(jié)構(gòu)的固體金屬材料。它們?cè)诠虘B(tài)下是非晶態(tài)的，并具有良好的導(dǎo)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(tài)金屬作為人體植入物的生物材料。
制造非晶態(tài)金屬的問(wèn)題是需要快速冷卻以防止形成晶體結(jié)構(gòu)
這通常限制了科學(xué)家們只能在極薄的層中制造非晶態(tài)金屬。然而，使用3D打印技術(shù)，北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的研究員可能已經(jīng)找到了一種更大規(guī)模的生產(chǎn)金屬玻璃的方法，其超越了材料的關(guān)鍵鑄造厚度。“使用增材制造或3D打印生產(chǎn)尺寸大于關(guān)鍵鑄件厚度的金屬玻璃的想法已經(jīng)存在了十多年，”博士ZaynabMahbooba解釋道“但這是第一次發(fā)表的作品，表明我們可以做到。我們能夠以比其關(guān)鍵鑄造厚度大15倍的規(guī)模生產(chǎn)無(wú)定形鐵合金。“
金屬玻璃3D打印工藝通過(guò)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(wú)定形非晶性質(zhì)。但不像其他打印技術(shù)那樣產(chǎn)生明顯的層狀結(jié)構(gòu)，該過(guò)程產(chǎn)生均勻的金屬玻璃物體。
大小對(duì)比
“這是我們可以做到這一點(diǎn)的證明”北卡羅來(lái)納州立大學(xué)工業(yè)系統(tǒng)與工程系杰出教授愛(ài)德華·P·費(fèi)茨說(shuō)。“這種技術(shù)沒(méi)有理由不能用于生產(chǎn)任何非晶合金。”Harrysson補(bǔ)充說(shuō)：“一些金屬玻璃已經(jīng)顯示出在電動(dòng)機(jī)中使用的巨大潛力，減少了余熱，并將更多的電力從電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為電力。”
雖然研究人員將不得不繼續(xù)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)研究，以便為特定應(yīng)用找到理想的合金成分，但他們相信他們的工作可能會(huì)為創(chuàng)造耐磨材料創(chuàng)造巨大的機(jī)會(huì)，這些材料包括高強(qiáng)度材料和輕量級(jí)3D打印結(jié)構(gòu)。“由于我們?cè)谡務(wù)撛霾闹圃欤覀兛梢陨a(chǎn)這些具有各種復(fù)雜幾何形狀的金屬玻璃，這也有助于它們?cè)诟鞣N應(yīng)用中的實(shí)用性，”Harrysson說(shuō)。
