„Bimetalická“ technológia 3D tlače vytvára lepšie a pevnejšie kovové predmety
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 30. 6. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Rôzne typy kovov majú rôzne vlastnosti, takže ich kombináciou možno získať predmety, ktoré sú lepšie ako predmety vyrobené z jedného kovu. Nová technológia teraz umožňuje takéto miešanie pomocou 3D tlačiarní, a to rýchlejšie a jednoduchšie ako kedykoľvek predtým.
V súčasnosti jedna z najbežnejších metód 3D tlače predmetov z viacerých kovov zahŕňa techniku známu ako aditívna výroba pomocou drôteného oblúka. V skratke ide o využitie zváracej hlavy na vytvorenie elektrického oblúka, ktorý roztaví kovový drôt. Tento roztavený kov sa nanáša v postupných vrstvách, čím sa postupne vytvára požadovaný predmet. Vždy, keď je v rámci jednej tlačovej úlohy potrebný iný kov, proces sa musí pozastaviť, aby sa mohol vymeniť drôt vyrobený z jedného kovu za drôt vyrobený z iného kovu.
V snahe zefektívniť tento proces vyvinul tím výskumníkov z Washingtonskej štátnej univerzity pod vedením profesora Amita Bandyopadhyaya novú techniku, ktorá zahŕňa dve komerčne dostupné zváracie hlavy, pričom každá z nich je vybavená drôtom z iného kovu.
Jedna hlava najprv nanesie jeden kov v kruhovom vzore a vytvorí kruh. Druhá hlava potom vbehne dovnútra tohto kruhu a nanesie doň druhý druh kovu, čím sa vytvorí pevné jadro konštrukcie. Pri chladnutí oboch kovov sa vonkajší prstenec zmršťuje rýchlejšie ako vnútorné jadro. Tým sa na rozhraní medzi oboma kovmi vytvára tlak, ktorý ich spája. Tento proces sa opakuje znova a znova, vrstvu po vrstve, a nakoniec vznikne jeden „bimetalický“ stĺpik.
Vedci doteraz vytvorili bimetalické štruktúry, napríklad stĺpik s jadrom z nehrdzavejúcej ocele, ktorý sa nachádza v plášti z mäkkej ocele, ktoré boli o 33 % až 42 % pevnejšie ako ekvivalentné štruktúry vyrobené z jedného z kovov samostatne.
Tím dúfa, že táto technika by sa nakoniec mohla použiť na vytvorenie výrobkov, ako sú hriadele náprav odolné voči krútiacemu momentu, časti vesmírnych lodí s chladiacimi jadrami obklopenými tepelne odolnými plášťami alebo dokonca umelé bedrové implantáty s terapeutickým magnetickým jadrom obaleným odolným titánom.
No tieto predmety by nemuseli mať nevyhnutne podobu tyčí alebo stĺpov.
„Príklad, ktorý sme ukázali v tejto práci, sú radiálne štruktúry, kde sú dva materiály umiestnené radiálne,“ povedal Bandyopadhyay. „Ale mali by sme byť schopní vytvoriť akúkoľvek konštrukciu, ktorá sa dá vytlačiť 3D tlačou“.
Článok o výskume bol nedávno uverejnený v Nature Communications.
