突破：美科學(xué)家成功3D打印海洋級不銹鋼,，成品強(qiáng)度是傳統(tǒng)的3倍,！

南極熊2017年11月1日訊/美國勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）近日又在金屬3D打印方面取得了新的突破 — 通過與佐治亞理工大學(xué),、美國俄勒岡州立大學(xué)和艾姆斯國家實(shí)驗(yàn)室合作，他們成功3D打了常見的“海洋級”不銹鋼316L（含碳量低,，耐腐蝕,，延展性高，廣泛用于制造石油管道,、發(fā)動機(jī)零件等）,。更棒的是，通過測試他們發(fā)現(xiàn),，在某些條件下,，3D打印的316L產(chǎn)品強(qiáng)度比用傳統(tǒng)工藝制成的產(chǎn)品高3倍，并且延展性更好,。

“我們現(xiàn)在可以在實(shí)驗(yàn)室中真正打印316L,，而它的性能的確比用傳統(tǒng)方法制造的要好�,！眻F(tuán)隊(duì)表示,，“這無疑是一個巨大的突破,，既提高了3D打印的吸引力,，又縮短了它與傳統(tǒng)工藝間的差距,。”

研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,，他們的這項(xiàng)成果最可能引起航空航天,、汽車和油氣行業(yè)的興趣，因?yàn)檫@些領(lǐng)域采用的設(shè)備經(jīng)常需要應(yīng)對極端惡劣的天氣,，而3D打印316L具有的更高強(qiáng)度和延展性正好可以滿足這樣的要求,。

當(dāng)然，要讓3D打印的316L產(chǎn)品達(dá)到質(zhì)量要求并通過嚴(yán)格的測試絕非易事,。其中最大的困難在于用激光熔融會造成較高的孔隙率,。這會導(dǎo)致打印件容易斷裂。而這樣的部件如果用于發(fā)動機(jī)等對強(qiáng)度要求較高的設(shè)備絕對會成為巨大的安全隱患,。

所幸,，研究人員最終采用一種密度優(yōu)化工藝，通過計算機(jī)建模改善了不銹鋼的底層微觀結(jié)構(gòu),，很好地解決了這個問題,。他們用兩種不同的激光3D打印機(jī)打印出了316L的薄板，然后對它們進(jìn)行了機(jī)械測試,。值得一提的是,，激光熔融令打印件產(chǎn)生了一種分層的類細(xì)胞結(jié)構(gòu)。而團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),，通過調(diào)整這些結(jié)構(gòu),，他們可以控制打印件的物理特性。這就是3D打印的316L產(chǎn)品性能優(yōu)于傳統(tǒng)工藝制造的316L的根本原因,。

LLNL的這項(xiàng)研究成果十分有意義,，不僅會改變大企業(yè)制造不銹鋼部件的方式，而且可以幫助科學(xué)家進(jìn)行更深入的研究,，比如理解3D打印金屬件的性能與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,。同時，研究采用的方法還可以被應(yīng)用于其它非不銹鋼的可3D打印金屬材料,，創(chuàng)造出更多的可能性,。

目前，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)將研究的論文發(fā)表到了《Nature Materials》雜志上,。如果你感興趣,，可以點(diǎn)擊這里查看。

延伸閱讀：《3D打印金屬材料之不銹鋼》

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編譯自 3ders