不是所有的東西都能用來3D打印,科學家用這個方法效率提升數倍

近日,卡內基梅隆大學的研究人員為新的3D打印合金設計了快速篩選方法。該方法允許用戶快速瞭解和開發過程變量和合金成分之間的相關性。

不是所有的東西都能用來3D打印,科學家用這個方法效率提升數倍

眾所周知,製造新的金屬3D打印粉末可能是一個緩慢而費力的過程。因為儘管有數量不少的金屬和合金,但這些材料中只有相對較少的材料具有轉化成粉末然後燒結、熔化或噴射的正確的物理性能。

例如,為3D打印設計新的合金需要很多時間,需要大量的粉末,有時甚至需要數百磅來進行必要的測試,這不能保證最終產品甚至是可打印的。

卡內基·梅隆的材料科學和工程助理教授Bryan Webler解釋說:“即使在研究規模上,製造小批量的粉末也不是直接或有效的,我們需要測試每一種可能的材料組成。我們需要計算和實驗方法來篩選組合物,以便在我們嘗試製作測試批次的粉末之前提供一些初步指導。”

面對這個問題,Webler和他的團隊設計了一種新的快速篩選方法,提供了開發3D打印合金所需的“指導”。他們說這種方法可以節省工程師的時間和金錢。

據悉,研究人員的方法涉及使用固體材料而不是粉末。使用電弧熔化過程,團隊可以從被測試的粉末生產小金屬按鈕。這些按鈕最多可以放置在金屬3D打印機的床上,可以在一系列過程變量上的每個按鈕上製作“重熔材料的軌跡”。

這個過程允許研究人員調整某些變量,如光束功率、行進速度等,並在每個金屬按鈕上查看結果。表徵所得到的熔池使得團隊可以瞭解該合金如何對3D打印快速固化速率的反應。

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“這種篩選方法使我們能夠更快地瞭解和發展過程變量與合金成分之間的相關性,”Webler說。

賓夕法尼亞州匹茲堡私立研究型大學卡內基梅隆大學(Carnegie Mellon University)正在成為3D打印粉末研究的熱點機構之一。6月份,大學的工程師們正在使用機器視覺技術來分類精確度為95%的金屬3D打印粉末

隨著Webler的團隊開發了一種識別合適的3D打印合金的方法,Elizabeth Holm的團隊發現了一種方法來篩選出異常的粉末批次,Carnegie Mellon可以擁有一套新的和無價的3D打印工藝。

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