實現高速造型且高強度之3D列印用不銹鋼粉末

 

刊登日期:2022/8/12
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名古屋工業大學發表與東京都立產業技術研究中心(TIRI)共同開發了一項能以較小的能量密度進行高速、高強度金屬3D列印之不鏽鋼粉末。
 
在積層製造技術(Additive Manufacturing)中,金屬3D列印對於具有優異強度或耐用性之高階產品的造型是一項重要技術,而具有極佳耐腐蝕性的不鏽鋼在金屬3D列印材料用途上亦受到眾多矚目。但在金屬3D列印中,需有金屬特有的熔融凝固等基礎過程,以致於產生未溶解的粉末殘留、冷卻時的體積收縮造成內部容易形成空孔等問題。
 
此項研究將鑄造工學、焊接工學中的異質成核理論(Heterogeneous Nucleation)應用於金屬3D列印。此理論係當液體凝固成固體時,若液體中存在固體顆粒,即以固體顆粒做為支架產生固化的模式。此項手法的特徵在於添加了熔點比母材金屬更高,且相對於木材金屬初晶的相,具有良好原子排列整合性的異質成核粒子進行3D列印。利用母材金屬粉末與異質成核粒子的混合粉末進行3D打印後,由於凝固均勻形成,抑制了內部缺陷的產生,因此可獲得高密度的造型體。透過原子等級的結晶學對異質成核粒子的性能優劣進行評估後,確認SrO適用於不銹鋼SUS316L。
 
此外,與僅使用母材SUS316L的情況相比,即使提高造型速度,相對密度也不會降低,故可進行高速造型。另在拉伸強度方面,新技術與僅使用母材的情況相比,拉伸強度亦有所提升。SUS316L是一項適用於人工關節、接骨材料等領域的生物材料,此次開發的材料則具有與SUS316L相同的耐腐蝕性,故可望擴展應用於相關醫療領域。此外,利用新開發的手法,將可透過選擇適合母材金屬的異質成核粒子,進一步應用於其他金屬或合金類。

資料來源: https://www.nitech.ac.jp/news/press/2022/9791.html
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