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超聲波輔助3D打印平臺(tái)
超聲波輔助3D打印平臺(tái)，超聲波可以用于增強(qiáng)金屬部件的強(qiáng)度。通過改變金屬的微觀結(jié)構(gòu)，超聲波能夠讓其更緊密，從而提高抗拉強(qiáng)度和屈服應(yīng)力。這種技術(shù)被稱為“定向能量沉積(DED)"的3D打印技術(shù)。
DEB技術(shù)是一種被廣泛應(yīng)用于航空、汽車、醫(yī)療和能源等領(lǐng)域的3D打印技術(shù)。使用了兩種常用的合金，包括Ti6Al4V和Inconel625，這些材料通常被用于飛機(jī)部件、生物力學(xué)植入物、海洋和石油工業(yè)領(lǐng)域。
使用超聲波的方式是將聚焦超聲波傳感器來(lái)到合金沉積表面上，這個(gè)探測(cè)儀能夠產(chǎn)生超聲波振動(dòng)。在金屬凝固過程中，振動(dòng)會(huì)對(duì)顯微結(jié)晶產(chǎn)生作用，從而使其形成更為緊密的結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與沒有使用超聲波的相同樣本相比，這些材料的抗拉強(qiáng)度和屈服應(yīng)力均增加了12%。
RMIT大學(xué)的CarmeloTodaro博士表示：“如果你觀察3D打印合金的微觀結(jié)構(gòu)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們通常是由大型細(xì)長(zhǎng)的晶體構(gòu)成。由于其機(jī)械性能較低并且在印刷過程中更容易出現(xiàn)裂紋，這使得它們更難被工程應(yīng)用所接受。但是，我們?cè)谟∷⑦^程中使用超聲波所得到的合金的微觀結(jié)構(gòu)卻有著明顯的不同。合金晶體非常細(xì)小且是等軸的，這意味著它們?cè)谡麄€(gè)印刷金屬部件的各個(gè)方向上都是均勻地形成的。"
此外，在打印過程中打開和關(guān)閉超聲波發(fā)生器，可以在不同的區(qū)域創(chuàng)建具有不同微觀結(jié)構(gòu)的單個(gè)項(xiàng)目，這種技術(shù)被稱為“功能分級(jí)"。在考慮低重量或減少材料使用等因素的對(duì)象中非常有用。
一旦超聲增強(qiáng)3D打印技術(shù)得到進(jìn)一步發(fā)展，將有可能被應(yīng)用于不銹鋼、鋁合金和鈷合金等金屬的強(qiáng)度提升中。
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