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研究人員用新的快速篩選方法識別合適的3D列印合金

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

眾所周知,製造新的金屬3D列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列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列印的。

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列印合金所需的「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印表機的床上,可以在一系列過程變數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數,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了解該合金如何對3D列印快速固化速率的反應。

「這種篩選方法使我們能夠更快地了解和發展過程變數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列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列印粉末

隨著Webler的團隊開發了一種識別合適的3D列印合金的方法,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列印工藝。

延伸閱讀:《德國世泰科發布一系列新金屬3D列印粉末



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