Ученые разработали технологию 3D-печати из металлического стекла

Проблема состоит в том, что металл, встречающийся в природе, непригоден для 3D-печати. Технология его подготовки сложная и дорогостоящая — она требует дополнительного оборудования, способного работать в условиях высоких температур.

Ученые из Йельского университета совместно с инженерами Desktop Metals создали простой метод 3D-печати металлических объектов. Исследователи продемонстрировали процесс создания металлических предметов с помощью сплавления нитей из металлического стекла.

В отличие от обычных металлов, куски объемного металлического стекла (BMG) имеют сверхохлаждаемую жидкую область в своей термодинамическом профиле и обладают свойством непрерывно размягчаться при нагревании. Такое поведение характерно для термопластиков, но не для металлов. Это означает, что BMG легче размягчить, чем обычные металлы. Его удобно использовать для 3D-печати твердых металлических компонентов.

Этот материал обладает также высокой прочностью, эластичностью, вязкостью и коррозийной стойкостью. Команда разработчиков опробовала BMG из циркония, титана, меди, никеля и бериллия с формулой сплава Zr44Ti11Cu10Ni10Be25. Благодаря использованию уникальных термодинамических свойств BMG ученым удалось уменьшить количество оборудования, необходимое для создания готового изделия.

В экспериментах использовались аморфные стержни диаметром 1 мм и длиной 700 мм. Экструзия производилась при температуре 400 градусов Цельсия и силой от 10 до 1000 Ньютонов. Размягченные волокна с помощью сопла размером 0,5 мм формировали в сетку из нержавеющей стали, нагретую до 400 градусов.

Исследователи говорят, для широкого распространения BMG в сфере аддитивных технологий этот материал должен стать более доступным. Из-за сходства метода FDM-печати термопластами и BMG для новой технологии можно использовать уже существующие разработки в данной области. Таким образом, это может обеспечить быстрый переход от порошков к объемному металлическому стеклу.