В Ливерморской национальной лаборатории (США) вместе с коллегами из других вузов страны добились прорыва в 3D-печати одной из самых распространенных форм нержавеющей стали AISI 316L, которая используется в химической промышленности и судостроении. Новая разновидность сочетает в себе свойства прочности и пластичности.
Для того чтобы добиться улучшенных показателей, инженеры сперва должны были преодолеть основную трудность трехмерной печати металлов — пористость, вызванную лазерным плавлением металлических порошков, которая приводит к быстрой поломке изделия. Им удалось справиться с задачей путем оптимизации плотности в ходе компьютерного моделирования и экспериментов и при помощи манипуляции микроструктурой материалов.
«Микроструктура, которую мы разработали, нарушает традиционный компромисс между жесткостью и пластичностью, — говорит Моррис Ван, ведущий автор статьи, опубликованной в Nature Materials. — Если вы хотите сделать сталь прочнее, вы теряете пластичность. То и другое получить нельзя. Но с помощью 3D-печати мы можем отодвинуть границы этого компромисса».
Применив два различных лазерных 3D-принтера, ученые напечатали пластины нержавеющей стали марки 316L, структура которой напоминает иерархически расположенные ячейки, которые можно настраивать, меняя их механические свойства. Эти зерна препятствуют образованию дефектов в материале, позволяя придавать ему разные формы. Другими словами, дает ему жесткость и пластичность.
По словам Вана, эта технология открывает путь к применению 3D-печати нержавеющей стали в авиакосмической, автомобильной и нефтегазовой промышленности, где требуются прочные материалы, способные выдерживать экстремальные нагрузки, пишет сайт LLNL.
Компания Markforged представила в августе два принтера, печатающих углепластиковые детали, прочные как сталь. Нить из непрерывного стекловолокна позволяет создавать изделия, в 19 раз прочнее и в 10 раз жестче традиционных пластмасс.
