Сверхпрочные конструкции из двух типов стали напечатали на 3D-принтере

Инженеры разработали метод 3D-печати из двух типов стали, который формирует сверхпрочный биметаллический материал.

Исследователи из Университета штата Вашингтон создали способ 3D-печати двух типов стали в одном круговом слое с использованием двух сварочных аппаратов. Полученный биметаллический материал оказался на 33-42% прочнее каждого металла по отдельности. Это связано с давлением, возникающим между металлами в процессе совместного охлаждения.

Инженеры «позаимствовали» идею для печати у природы: они заметили, что деревья и кости получают дополнительную прочность от того, что многослойные кольца из разных материалов взаимодействуют друг с другом. Чтобы имитировать это свойство с металлами, исследователи использовали обычное, относительно недорогое сварочное оборудование, используемое в автомобильных и механических мастерских.

Для 3D-печати исследователи интегрировали сварочные аппараты с компьютером с числовым программным управлением. Готовая установка создает детали с помощью точного компьютерного программирования и двух сварочных головок.

Принцип работы установки и готовые изделия. Изображение: Lile Squires et al., Nature Communications

В ходе демонстрации две сварочные головки работали одна за другой на круглом слое, чтобы напечатать два металла, каждый из которых имел определенные преимущества. Стойкий к коррозии сердечник из нержавеющей стали был создан внутри внешнего кожуха из более дешевой «мягкой» стали, подобной той, что используется в мостах или железных дорогах. 

Так как металлы сжимаются с разной скоростью при охлаждении, создается внутреннее давление, которое стягивает металлы вместе. Тесты на результат показали большую прочность, чем нержавеющая сталь или мягкая сталь по отдельности.

3D-печать с помощью двух типов металла. Видео: Университет штата Вашингтон

Современные методы 3D-печать несколькими металлами требуют остановки сварочной установки и замены металлических проволок. Новый метод устраняет эту паузу и помещает два или более металла в один и тот же слой, пока металлы еще горячие. Именно эта особенность позволяет обеспечить одновременное охлаждение материалов. 

Этот метод наносит металлы по кругу, а не только по линии. Таким образом, он в корне отходит от того, что было возможно. Движение по кругу, по сути, позволяет одному материалу плотно прилегать к другому материалу, чего не может произойти при печати по прямой линии или в многослойных слоях.

Лайл Сквайрс, докторант машиностроения Университета штата Вашингтон и соавтор исследования

Читать далее:

Посмотрите на 100 молний, которые ударили по земле и воде во время грозы в Турции

В Монголии нашли артефакт, напоминающий фаллос: ему около 42 000 лет

Найдено самое высокое дерево в Азии: показываем, как оно выглядит

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука