Forskere har utviklet en ny billig metode til 3D utskrift metallic
objekter som for eksempel batterier, brenselceller og deler til raketter og
fly, ved hjelp av rust og metallstøv.
Mens dagens metoder stole på
store metallpulver senger og dyre lasere eller electron bjelker,
metoden utviklet ved Northwestern University i USA bruker flytende blekk og
vanlige ovner, noe som resulterer i en billigere, raskere og mer ensartet
prosessen.
Metoden fungerer for et omfattende utvalg av metaller, metall blandinger, legeringer, og metall-og nitrogenoksider, forskere sa.
“Dette
er spennende fordi den mest avanserte produksjonsmetoder som brukes for
metallic utskriften er begrenset så langt som metaller og legeringer kan være
skrives ut, og hvilke typer arkitektur kan være skapt,” sa Ramille
Shah, en assisterende professor Northwestern University, som ledet studien.
Konvensjonelle
metoder for 3D-printing metalliske strukturer er både tid og kostnader
intensiv. Prosessen tar en veldig intens energi kilde, for eksempel en
fokusert laser eller electron beam, som beveger seg over en seng av metallpulver,
å definere et objekt arkitektur i et enkelt lag ved å fusjonere pulver
partikler sammen.
Nye pulver er plassert på toppen på tidligere
lag, og disse trinnene gjentas å opprette et 3D-objekt. Enhver løs
pulver er senere fjernet, noe som hindrer at visse arkitekturer,
slik som de som er hule og lukket, blir opprettet.
Denne metoden er også i betydelig grad begrenset av typer kompatibel metaller og legeringer som kan brukes.
Den
nye metoden helt forbigår pulver seng og energi stråle tilnærming
samt uncouples to-trinns prosess for å skrive struktur og
sikring sitt lag.
Ved å opprette en flytende blekk laget av metall eller blandet
metallstøv, løsemidler, og en elastomer perm, Shah var i stand til å
raskt skrive ut tettpakket pulver strukturer ved hjelp av en enkel
sprøyte-ekstruderingsprosessen, som blekk fordeler seg gjennom en dyse, på
romtemperatur.
Til tross starter med en flytende blekk, extruded
materiale umiddelbart stivner og sikringer med tidligere extruded
materiale, slik at svært store objekter, for å være raskt opprettet, og
umiddelbart håndteres.
Så, forskere smeltet pulver av
oppvarming av strukturer i en enkel ovn i en prosess som kalles
sintring, hvor pulver flette sammen uten å smelte.
Den nye
metoden kan brukes for å skrive ut batteriene, solid oxide fuel cells,
medisinske implantater, og mekaniske deler for større strukturer, som for eksempel
raketter og fly.
Det kan også brukes for on-site produksjon som går noen ganger saktegående verdikjeden.
Metoden kan brukes til å skrive metall oksider, som jernoksid (rust), som deretter kan reduseres til metall.
Rust pulver er lettere, mer stabil, billigere og sikrere å håndtere enn rent jern-pulver.
Forskningen ble publisert i tidsskriftet Avanserte Funksjonelle Materialer.
Last ned Gadgets 360-app for Android og iOS for å holde deg oppdatert med den nyeste tech nyheter, produkt
anmeldelser og eksklusive tilbud på de populære mobiler.