Pētnieki ir izmantojuši skaņas vibrācijas, lai 3D drukāšanas laikā metālu sakausējuma graudus satricinātu ciešākā veidošanā.
Pētījums, kas tikko publicētsDabas komunikācijasrāda, ka augstfrekvences skaņas viļņi var būtiski ietekmēt 3D drukāto sakausējumu iekšējo mikrostruktūru, padarot tos konsekventākus un spēcīgākus par parasti iespiestajiem.
Vadošais autors un doktora grāda kandidāts no RMIT Universitātes Inženierzinātņu skolas Karmelo Todaro sacīja, ka daudzsološie rezultāti varētu iedvesmot jaunus piedevu ražošanas veidus.
"Ja paskatāmies uz 3D drukāto sakausējumu mikroskopisko struktūru, tos bieži veido lieli un iegareni kristāli," skaidroja Todaro.
"Tas var padarīt tos mazāk pieņemamus inženiertehniskiem lietojumiem, jo tiem ir zemāka mehāniskā veiktspēja un drukāšanas laikā palielinās tendence plaisāt."
"Bet sakausējumu mikroskopiskā struktūra, uz kuru mēs uzklājām ultraskaņu drukāšanas laikā, izskatījās ievērojami atšķirīga: sakausējuma kristāli bija ļoti smalki un pilnībā noslīpēti, kas nozīmē, ka tie bija veidojušies vienādi visos virzienos visā drukātajā metāla daļā."
Testēšana parādīja, ka šīm daļām bija 12% uzlabojums stiepes izturības un ražas stresā, salīdzinot ar tiem, kas veikti, izmantojot parasto piedevu ražošanu.
Komanda demonstrēja savu ultraskaņas pieeju, izmantojot divus galvenos komerciālos sakausējumus: titāna sakausējumu, ko parasti izmanto lidmašīnu daļām un biomehāniskajiem implantiem, kas pazīstami kā Ti-6Al-4V, un niķeļa bāzes supersakausējumu, ko bieži izmanto jūras un naftas rūpniecībā ar nosaukumu Inconel 625.
Vienkārši ieslēdzot un ieslēdzot ultraskaņas ģeneratoru drukāšanas laikā, komanda arī parādīja, kā konkrētas 3D drukātā objekta daļas var izgatavot ar dažādām mikroskopiskām struktūrām un kompozīcijām, kas ir noderīgas tā sauktajām funkcionālajām šķirām.
Pētījuma līdzautors un projektu vadītājs, RMIT izcilais profesors Ma Qian, sacīja, ka viņš cer, ka viņu daudzsološie rezultāti izraisīs interesi par speciāli izstrādātām ultraskaņas ierīcēm metāla 3D drukāšanai.
"Lai gan mēs izmantojām titāna sakausējumu un niķeļa bāzes superalloy, mēs sagaidām, ka šo metodi var piemērot citiem komerciāliem metāliem, piemēram, nerūsējošajam tēraudam, alumīnija sakausējumiem un kobalta sakausējumiem," sacīja Qian.
"Mēs paredzam, ka šo tehniku var mērogot līdz pat 3D drukāšanai no rūpnieciski svarīgākajiem metālu sakausējumiem augstākas veiktspējas strukturālajām daļām vai strukturāli šķirotiem sakausējumiem."
