Teadlased on kasutanud helivibratsioone, et raputada metallisulamist terasid 3D-printimise ajal tihedamasse moodustumisse.
Äsja avaldatud uuringLooduskommunikatsioonnäitab, et kõrgsageduslikud helilained võivad oluliselt mõjutada 3D-prinditud sulamite sisemist mikrostruktuuri, muutes need tavapärasest ühtlasemaks ja tugevamaks.
RMIT Ülikooli inseneriteaduskonna juhtiv autor ja doktorant Carmelo Todaro ütles, et paljulubavad tulemused võivad inspireerida lisaainete tootmise uusi vorme.
"Kui vaadata 3D-prinditud sulamite mikroskoopilist struktuuri, koosnevad need sageli suurtest ja piklikest kristallidest," selgitas Todaro.
"See võib muuta need insenerirakenduste jaoks vähem vastuvõetavaks, kuna nende mehaaniline jõudlus on väiksem ja printimise ajal on kalduvus praguneda."
"Kuid nende sulamite mikroskoopiline struktuur, millele me trükkimise ajal ultraheli rakendasime, tundus märkimisväärselt erinev: sulamist kristallid olid väga peened ja täielikult varustatud, mis tähendab, et need olid moodustunud võrdselt kõigis suundades kogu trükitud metallosa ulatuses."
Katsed näitasid, et nende osade tõmbetugevus ja saagikuse stress paranesid tavapärase lisaainete tootmisega võrreldes 12%.
Meeskond demonstreeris oma ultraheli lähenemist, kasutades kahte peamist kaubanduslikku sulamit: titaani sulam, mida tavaliselt kasutatakse õhusõiduki osade ja biomehaaniliste implantaatide jaoks, tuntud kui Ti-6Al-4V, ja niklipõhine supersulam, mida sageli kasutatakse mere- ja naftatööstuses nimega Inconel 625.
Lihtsalt ultraheli generaatori sisse- ja väljalülitamisega printimise ajal näitas meeskond ka seda, kuidas 3D-prinditud objekti konkreetseid osi saab teha erinevate mikroskoopiliste struktuuride ja kompositsioonidega, mis on kasulikud funktsionaalse hindamise jaoks.
Uuringu kaasautor ja projektijuht, RMIT silmapaistev professor Ma Qian ütles, et ta loodab, et nende paljulubavad tulemused tekitavad huvi spetsiaalselt metalli 3D printimiseks mõeldud ultraheliseadmete vastu.
"Kuigi me kasutasime titaanisulamit ja niklipõhist supersulamit, eeldame, et seda meetodit saab kasutada ka teiste kaubanduslike metallide puhul, nagu roostevaba teras, alumiiniumisulamid ja koobaltisulamid," ütles Qian.
"Eeldame, et seda tehnikat saab laiendada, et võimaldada enamiku tööstuslikult oluliste metallisulamite 3D-printimist suurema jõudlusega konstruktsiooniosade või struktuuriliselt liigitatud sulamite jaoks."
