用3D打印來打鐵激光賦予金屬更多可能

2023-10-31 14:58:49化工儀器網(wǎng)閱讀量：1459      我要評論

　　增材制造又稱作3D打印，是當(dāng)下熱門的快速成型生產(chǎn)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)造業(yè)及產(chǎn)品研發(fā)中。依據(jù)打印精度的不同，即可用于精度要求較低的玩具耗材打印，也可以用于精度較高的機器部件打印，甚至可以作用于高端儀器設(shè)備的零件生產(chǎn)。與此同時，3D打印目前依舊處于發(fā)展階段。一方面，材料本身還處于發(fā)展階段，關(guān)于3D打印耗材的研究仍然在持續(xù)推進；另一方面，其他技術(shù)也在不斷的融入到3D打印中，快速成型技術(shù)也因此不斷處于革新。

　　而就在最近，3D打印在“激光”的幫助下，似乎還體現(xiàn)了“打鐵”的獨特“天賦”。

　　據(jù)悉，英國劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個小組，開發(fā)出了一種新的3D打印金屬方法，可以在打印的過程中將結(jié)構(gòu)變化“寫入”金屬合金中，從而讓它們發(fā)出更多的性能，就像古老的“加熱鍛打”工藝一樣。

　　“加熱鍛打”是一種在全球范圍內(nèi)“流行”過的金屬加工技法，通過加熱和鍛打的過程為金屬塑形同時人為調(diào)整其柔韌性或強度。而通過現(xiàn)代科學(xué)的研究證明，這種技法之所以能夠起到效果，是因為在“加熱鍛打”的一系列操作中，金屬的結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，內(nèi)部形成了細微的結(jié)構(gòu)。而這種細微的結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)3D打印無法實現(xiàn)的，這也是為什么許多金屬制品依舊無法實現(xiàn)3D打印的原因(或者說過去3D打印來的這些產(chǎn)品，不具備實用性能)。

　　而劍橋大學(xué)團隊開發(fā)的新技術(shù)，則是將激光技術(shù)融入到了3D打印中。簡單的說就是在材料被激光熔化時對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行高度控制，人為介入材料在熔化后凝固的過程，控制過程中產(chǎn)生的熱量，從而人為的去“制造”出需要的微觀結(jié)構(gòu)。在這個過程中，激光就像“錘子”，冷卻的過程就如同鍛造中“過水”的環(huán)節(jié)——3D打印的金屬部件會因此觸發(fā)微觀結(jié)構(gòu)的受控重構(gòu)。

　　并且與傳統(tǒng)的“鍛造”過程相比，這種方法形成的微觀結(jié)構(gòu)更加統(tǒng)一均勻，且富有更多的可能性。目前，研究團隊已經(jīng)通過理論設(shè)計和實驗驗證，證明了其性能可與加熱和鍛打制成的鋼材相媲美。并且開始從微觀層面，解構(gòu)這項技術(shù)。理論上隨著未來技術(shù)的愈發(fā)成熟，3D打印金屬還有持續(xù)升級的可能，能推進合金制造業(yè)的進一步發(fā)展。

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