Компания Fabrisonic, специализирующаяся на 3D-печати твердотельных металлов , использовала свой запатентованный процесс ультразвукового аддитивного производства (UAM) для успешного объединения различных аморфных сплавов в многометаллическую оболочку.

Работая в рамках исследования NASA SBIR , компания применила ультразвуковую энергию вместо традиционного метода лазерной 3D-печати для объединения разнородных коррозионно-стойких сплавов. Используя свою запатентованную технику изготовления, Fabrisonic смогла соединить металлы с кристаллическими подложками, не нарушая при этом каких-либо их полезных свойств.

Полученные металлические смеси обладают повышенной прочностью и устойчивостью к коррозии по сравнению с обычными кристаллическими сплавами, что может сделать их подходящими для будущих применений в облицовке в аэрокосмической промышленности.

fabrisonic deploys uam technology in nasa study to 3d print corrosion resistant claddingnbsp 3d printing industry db901b2

В рамках проекта НАСА Fabrisonic применила свой запатентованный метод производства UAM для 3D-печати многослойной облицовки. Фото через Fabrisonic.

Ультразвуковая аддитивная технология производства Fabrisonic

Технология Fabrisonic UAM представляет собой гибридный процесс 3D-печати металла, при котором с помощью ультразвуковой сварки несколько металлических лент сливаются в 3D-форму. Метод работает при низкой температуре, что позволяет встраивать разнородные материалы, такие как электроника, в конструкции из металлических сплавов.

По мере того, как металлический объект создается, станок с ЧПУ также может использоваться для отделки его внутренних и внешних поверхностей, что позволяет пользователям создавать более подробные формы, чем обычные процессы 3D-печати на металле. С тех пор, как в 2017 году компания запатентовала свою технологию печати UAM , она выпустила свою машину SonicLayer 1200 , в которой также используется технология UAM.

В попытке найти новые применения для своей запатентованной технологии 3D-печати Fabrisonic в последние годы наладила партнерские отношения с рядом исследовательских групп правительства США. В сотрудничестве с Национальной лабораторией Ок-Ридж (ORNL) компания развернула UAM для 3D-печати контрольных пластин для реактора изотопов с высоким потоком ORNL (HFIR).

Fabrisonic также наладила тесные отношения с НАСА, и их совместно разработанные устройства теплообменников, напечатанные на 3D-принтере, прошли испытания по контролю качества космических полетов в 2018 году. Совсем недавно компания стала партнером компании Luna Innovations, специализирующейся на оптических датчиках, над проектом изготовленных датчиков для НАСА . Программа направлена на сбор данных о криогенных топливных трубопроводах для испытательных стендов ракет в космическом центре Стеннис .

В рамках последнего сотрудничества NASA и Fabrisonic последняя доработала свой процесс UAM для печати комбинированных металлических облицовок, которые в будущем могут найти применение в аэрокосмической отрасли.

fabrisonic deploys uam technology in nasa study to 3d print corrosion resistant claddingnbsp 3d printing industry 6cb0f44

Fabrisonic работал над предыдущими проектами с НАСА, в том числе над производством теплообменников, напечатанных на 3D-принтере (на фото). Фото через Fabrisonic.

Лучшее использование аморфных металлов

Аморфные металлы или объемные металлические стекла (BMGs) создаются путем очень быстрого охлаждения сплавов, минуя кристаллизационную фазу затвердевания. В результате материалы имеют уникальную неупорядоченную структуру, которая обеспечивает им более высокий уровень прочности, чем у обычных кристаллических сплавов.

BMG также могут выдерживать более значительные обратимые деформации, чем другие металлы, а отсутствие длительной периодичности делает их более устойчивыми к коррозии. Хотя аморфные металлы явно обладают выгодными производственными характеристиками, ранее оказалось, что их трудно соединять с другими материалами и печатать более толстыми слоями.

Работая с серийным сотрудником НАСА LM Group Holdings (LMGH), Fabrisonic попытался преодолеть эти ограничения, используя свой процесс 3D-печати UAM для слияния аморфных металлов с другими сплавами. Компании доказали осуществимость этого процесса, объединив несколько различных аморфных сплавов и изучив реакцию, чтобы лучше понять состав их границ раздела фаз.

fabrisonic deploys uam technology in nasa study to 3d print corrosion resistant claddingnbsp 3d printing industry abd1900

Технология UAM от Fabrisonic (на фото) позволяет комбинировать разные металлы без потери их коррозионно-стойких свойств. Изображение предоставлено Fabrisonic.

Во время испытаний команда обнаружила, что низкая температура UAM позволяет соединять разнородные металлические сплавы практически без интерметаллических образований и без ухудшения их высокопрочных характеристик. Компании также обнаружили, что можно использовать несколько проходов для добавления большего количества металлов, что, в свою очередь, позволяет регулировать толщину конструкции в зависимости от ее конечного применения.

Согласно статье, низкая пластичность часто является проблемой для существующих кристаллических сплавов, но, учитывая, что UAM совместим с несколькими материалами, он позволяет добавлять в смесь более пластичные металлы. Точно так же традиционные методы сварки ограничивали BMG определенной геометрией, но оценки показали, что теперь с помощью UAM можно получить более сложные трехмерные формы, причем с меньшими затратами.

В целом, на этапе I программы развития НАСА партнерам удалось объединить кристаллические металлы, такие как алюминий, титан и сталь, в результате чего были получены детали с толщиной стенок 1 мм. В будущем технология 3D-печати может быть использована при создании ламинатных панелей для использования в тяжелом оборудовании или для изоляции нефте- и газопроводов.

«LMGH и Fabrisonic могут предоставлять продукты и услуги, которые на несколько поколений опережают современное состояние дел», — заявили компании в своей статье. «Значительные преимущества в защите основного материала, продлении срока службы и увеличении эффективности применения — все это обеспечивает арсенал рыночных рычагов».

Выводы Fabrisonic подробно описаны в официальном документе под названием « Производство аморфных износостойких и устойчивых к коррозии плакированных поверхностей с использованием ультразвукового аддитивного производства (UAM) », который был опубликован на веб-сайте компании и подготовлен Марком Норфолком, президентом Fabrisonic.

Номинации на премию 3D Printing Industry Awards 2020 еще открыты, дайте нам знать, кто сейчас возглавляет отрасль.

Четвертое издание конкурса 3D Printing Industry Awards Trophy Design Competition находится в стадии реализации. Введите свой дизайн, чтобы получить шанс выиграть 3D-принтер CraftBot Flow.

Чтобы быть в курсе последних новостей о 3D-печати, не забудьте подписаться на информационный бюллетень индустрии 3D-печати, подписаться на нас в Twitter или поставить лайк на нашей странице в Facebook .

Вы ищете работу в индустрии аддитивного производства? Посетите раздел «Работа в 3D-печати», чтобы узнать о вакансиях в отрасли.

На представленном изображении показана система Fabrisonic SonicLayer 7200 UAM, использованная в исследовании. Фото через Fabrisonic.

Теги Fabrisonic LM Group Holdings Луна Инновации Марк Норфолк НАСА Национальная лаборатория Ок-Ридж Малый бизнес Исследования инноваций Космический центр Стеннис Ультразвуковое аддитивное производствоfabrisonic deploys uam technology in nasa study to 3d print corrosion resistant claddingnbsp 3d printing industry 69f4f11

Пол Ханафи

Пол — выпускник факультета истории и журналистики со страстью к поиску последних новостей в сфере технологий.


Источник