比传统钢强三倍,LLNL的3D打印海洋级不锈钢填补巨大差距

发表于 2017-11-1 11:20:00 显示全部楼层 0 1028

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劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)联合佐治亚理工大学、美国俄勒冈州立大学和艾姆斯国家实验室,在3D打印316L方面取得了“突破”。316L是一种常见的“海洋级“不锈钢,含碳量低,通常具有低腐蚀性和高延展性,用在石油管道、发动机零件和厨房设备等地方。令人兴奋的是,测试表明,在某些条件下,最终的3D打印不锈钢比用常规技术制成的钢强三倍。
联合团队的专家科学家认为,相比其他形式的钢,他们的3D打印316L不锈钢有更高水平的强度和延展性,对化学设备、医疗植入物、发动机零件以及其他要求设备具有优异的物理性能的应用来说非常有用。

比传统钢强三倍,LLNL的3D打印海洋级不锈钢填补巨大差距

比传统钢强三倍,LLNL的3D打印海洋级不锈钢填补巨大差距

研究人员认为,航空航天、汽车和石油天然气行业应该最有兴趣引入他们的3D打印316L,以提高其金属部件的物理性能,因为这三个行业经常需要能耐极端天气条件的部件,而3D打印不锈钢的附加强度和延展性可能是无价的。
“这个突破真的是一个很大的飞跃”,研究人员表示,“这增加了增材制造的吸引力,并且填补了一个巨大差距。”
当然,3D打印出如此高质量的不锈钢不是一件易事,也许最大的障碍是激光熔融过程引起的3D打印金属的孔隙率。多孔部件易于分解和断裂,在发动机、化学设备等高强度应用中可能会引起安全隐患。

比传统钢强三倍,LLNL的3D打印海洋级不锈钢填补巨大差距

比传统钢强三倍,LLNL的3D打印海洋级不锈钢填补巨大差距

LLNL研究人员使用一个密度优化工艺,用计算机建模来操纵钢的底层微观结构,从而很好地解决了孔隙问题。研究团队用两种不同的激光3D打印机来制造316L薄板,以进行机械测试。激光熔融过程生产出分层的细胞样结构,通过调整这些结构,研究人员可以操控3D打印板的物理特性,最终制造出优于现有替代品的3D打印不锈钢零件。
这项研究已经发表在《Nature Materials》杂志上,题为“增材制造具有高强度和延展性的分层不锈钢”。
(编译自3ders.org) 来源:天工社
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