Utilizado para producir objetos tridimensionales de casi cualquier tipo, en una variedad de industrias, incluida la salud, la aviación y la ingeniería, los materiales impresos en 3D han alcanzado la mayoría de edad durante la última década. Investigación publicada en la revista Materiales hoy demuestra un nuevo enfoque para la impresión 3D para fusionar filamentos metálicos hechos de vidrio metálico en objetos metálicos.
Jan Schroers, profesor de Ingeniería Mecánica y Ciencia de Materiales en la Universidad de Yale y Desktop Metal, Inc., en Burlington, Massachusetts, EE. UU., Junto con sus colegas señalan que la impresión 3D de termoplásticos es muy avanzada, pero la impresión 3D de metales estodavía desafiante y limitado. La razón es que los metales generalmente no existen en un estado en el que puedan extruirse fácilmente.
"Hemos demostrado teóricamente en este trabajo que podemos usar una gama de otros vidrios metálicos a granel y estamos trabajando para hacer que el proceso sea más práctico y comercialmente utilizable para hacer que la impresión 3D de metales sea tan fácil y práctica como la impresión 3D determoplásticos ", dijo el profesor Schroers.
A diferencia de los metales convencionales, los vidrios metálicos a granel BMG tienen una región líquida súper enfriada en su perfil termodinámico y pueden sufrir un ablandamiento continuo al calentarse, un fenómeno que está presente en los termoplásticos, pero no en los metales convencionales. Prof. Schroersy sus colegas han demostrado que los BMG se pueden usar en la impresión 3D para generar componentes metálicos sólidos y de alta resistencia en condiciones ambientales del tipo utilizado en la impresión 3D termoplástica.
El nuevo trabajo podría eludir los compromisos obvios en la elección de componentes termoplásticos en lugar de componentes metálicos, o viceversa, para una gama de materiales y aplicaciones de ingeniería. La fabricación aditiva de componentes metálicos se ha desarrollado previamente, donde un proceso de fusión de lecho de polvose utiliza, sin embargo, esto explota una fuente de calentamiento altamente localizada y luego solidifica un metal en polvo conformado en la estructura deseada. Este enfoque es costoso y complicado y requiere estructuras de soporte difíciles de manejar que no están distorsionadas por las altas temperaturas del proceso de fabricación.
El enfoque adoptado por el profesor Schroers y sus colegas simplifica la fabricación aditiva de componentes metálicos al explotar el comportamiento de ablandamiento único entre metales de los BMG. Junto con este plástico, las características son de alta resistencia y límites elásticos, alta resistencia a la fractura y alta corrosiónresistencia. El equipo se ha centrado en un BMG hecho de circonio, titanio, cobre, níquel y berilio, con fórmula de aleación: Zr44Ti11Cu10Ni10Be25. Este es un material BMG bien caracterizado y fácilmente disponible.
El equipo utilizó varillas amorfas de 1 milímetro mm de diámetro y 700 mm de longitud. Se utiliza una temperatura de extrusión de 460 grados Celsius y una fuerza de extrusión de 10 a 1,000 Newtons para forzar las fibras suavizadas a través de una boquilla de 0,5 mm de diámetro.Luego, las fibras se extruyen en una malla de acero inoxidable de 400 ° C en la que la cristalización no ocurre hasta que haya pasado al menos un día, antes de que se pueda llevar a cabo una extrusión controlada por robot para crear el objeto deseado.
Cuando se le preguntó qué desafíos persisten para hacer que la impresión 3D de BMG sea una técnica generalizada, el profesor Schroers agregó: "Para utilizar ampliamente la impresión 3D de BMG, debe disponerse de materias primas prácticas de BMG disponibles para una amplia gama de BMG.use comercialmente la fabricación de filamentos fundidos, la unión capa a capa debe ser más confiable y consistente "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Elsevier . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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