Новый метод 3D-печати использует окисление для повышения прочности

22.05.2024 От admin 0

Окисление металлов обычно ослабляет механические системы, образуя ржавчину или вызывая другие проблемы. Металлы, полученные аддитивным способом и широко используемые в аэрокосмической, морской и автомобильной промышленности, особенно уязвимы из-за повышенной пористости в процессе 3D-печати.

Профессор Чанхун Кэ из Бингемтонского университета предложил использовать окисление для упрочнения металлов. Получив грант Национального научного фонда EAGER в размере 150 000 долларов США, Ке изучает интеграцию нанотрубок нитрида бора в алюминий, напечатанный на 3D-принтере. Нитрид бора, используемый в различных областях применения, от косметики до стоматологического цемента, может обеспечить самоупрочнение алюминия в агрессивных средах.

Novel 3D Printing Method Leverages Oxidation for Enhanced Strength

Исследователь Чанхун Кэ. (Изображение предоставлено: Бингемтонский университет)

«Окисления избежать невозможно, поэтому мы пытаемся воспользоваться этим, превратив его в новый, усиливающий механизм, делающий материал прочнее», — сказал Ке.

“Это было бы что-то действительно потрясающее. Люди могли бы попытаться разработать материалы, включающие такие виды пористости, или даже намеренно ввести структуры, которые легче окисляются, поскольку это становится чем-то полезным, а не вредным для самого материала».

Концепция Кеа предполагает внедрение в металл нанотрубок нитрида бора толщиной в несколько нанометров и длиной до сотен микрон. Цель состоит в том, чтобы нанотрубки повышали прочность металла при его окислении. Его команда будет использовать датчик силы и сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения для наблюдения за нанотрубками’ поведение во время окисления.

Кроме того, макромасштабные испытания позволят оценить, как окисление влияет на жесткость, прочность и ударную вязкость материала. Сотрудники Университета Иллинойса проверят экспериментальные результаты с помощью компьютерного моделирования. Ке стремится изменить взгляд на окисление металлов, особенно на металлы, напечатанные на 3D-принтере, что потенциально повлияет на будущий дизайн и производство материалов.

Этот подход может повысить конкурентоспособность производства в США за счет использования современных материалов с улучшенными характеристиками в агрессивных средах.

<стр>Источник: binghamton.edu</стр>