Нержавеющую сталь распечатали на 3D-принтере
Американские ученые из Ливерморской национальной лаборатории совместно с представителями других вузов смогли распечатать нержавеющую сталь AISI 316L на 3D-принтере. Эта сталь имеет широкую сферу применения и пользуется особым спросом в судостроении и химической промышленности.
Впрочем, это не совсем та сталь: ученые создали новую разновидность с улучшенными показателями - повышенной пластичностью и прочностью. Перед ними стояла и другая, более сложная задача: преодолеть проблему, возникающую при 3D-печати металлов. В частности, при лазерном плавлении исходного сырья (металлического порошка) металл становится пористым, и готовое изделие быстро ломается. Для того, чтобы увеличить прочность сплава, плотность оптимизировали программными методами, изменив и микроструктуру.
Результат оказался даже лучше, чем ожидалось: благодаря новой микроструктуре не пришлось выбирать между прочностью и пластичностью. Уделяя внимание одному показателю, при традиционных методах производства можно ухудшить другой показатель. Теперь можно создавать изделия, которые будут одновременно и прочными, и пластичными.
Для новой технологии использовали два разных 3D-принтера с лазерными установками. На них в лаборатории смогли распечатать сталь 316L с иерархическим расположением зерен. Меняя их структуру, можно изменить и механические характеристики. При этом самому материалу можно придавать любую форму без повреждений, которые обычно возникают при металлообработке.
Новая технология может устроить революцию в промышленности - автомобильной, авиакосмической и других отраслях, где металл подвергается сильнейшим нагрузкам. Ее дополнит уже существующая технология производства углепластиковых материалов, имеющих высочайшую прочность. Стекловолокно, которое используется для производства деталей, по прочности равно нержавеющей стали и почти в двадцать раз прочнее обычной пластмассы.
20 октября 2017