突破:劳伦斯利弗莫尔实验室的3D打印不锈钢性能提升3倍

突破:劳伦斯利弗莫尔实验室的3D打印不锈钢性能提升3倍

劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员加入了佐治亚理工大学和美国俄勒冈州立大学的Ames国家实验室的科学家们的工作,在不锈钢3D打印领域取得了“突破”。在石油管道,发动机零件和厨房设备等场合使用的海洋级钢通常具有低腐蚀性和高延展性。令人兴奋的是,测试表明,在某些条件下,最终的3D打印不锈钢比常规技术制成的钢性能高三倍。

这些专家认为,他们的3D打印的316L不锈钢可以提供比其他形式的钢更高水平的强度和延展性。研究人员非常清楚,3D打印的不锈钢如果其质量低于现有的冶金方案,则是毫无价值的。

王先生说:“为了使您想要打印的所有组件都有用,您需要制作部件的材料属性要与传统冶金的材料相同。“但是,我们能够使用316L不锈钢在实验室中3D打印真实部件,并且材料的性能实际上优于传统方法。

研究人员认为,为了提高其金属部件的物理性能,航空航天,汽车和石油天然气行业的这些行业在采用316L增材制造方面处于特别强大的地位。由于这些行业经常需要耐极端天气条件的部件,3D打印不锈钢的附加强度和延展性可能是无价的。

突破:劳伦斯利弗莫尔实验室的3D打印不锈钢性能提升3倍

“突破是真的很大的”,王补充说。“它使得增材制造非常有吸引力,并且弥补了一个巨大差距。”

孔隙度对于某些材料而言是非常好的,但是对于建造发动机、管道等,这显然是一个障碍。多孔部件很容易降解和断裂,使其对于关键用途的应用可能不安全。

为了克服激光孔隙度的问题,LLNL研究人员使用密度优化过程,使用计算机建模来操纵钢的底层微观结构。

王和团队使用两种不同的激光3D打印机制造316L薄板进行机械测试。激光熔化过程产生分层的细胞样结构,可由研究人员调整以操纵3D打印不锈钢的物理性质。

突破:劳伦斯利弗莫尔实验室的3D打印不锈钢性能提升3倍

令人惊讶的是,发现这种谷物结构最终使研究人员能够创造出优于现有替代品的3D打印不锈钢零件。

研究结果不仅对大型钢铁公司造成影响,而且其他研究人员也希望借鉴LLNL集团的发现。例如,它可以使科学家更好地了解3D打印金属部件的结构与其物理性质之间的关系。

LLNL博士后研究员Voisin补充说,这最终有助于研究组可以更好地了解3D打印材料的性质(以及如何控制它们)。

所使用的方法甚至可以复制到除了不锈钢之外的其他3D可打印的金属上,但是最重要的目标是有一天设计一个系统,其中可以使用高性能计算来验证和预测3D打印不锈钢的性能,调整底层微结构。这将使研究人员能够制造具有高性能的不锈钢。

You might also like

Leave A Reply

Your email address will not be published.