勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）聯(lián)合佐治亞理工大學(xué)、美國俄勒岡州立大學(xué)和艾姆斯國家實(shí)驗(yàn)室，在3D打印316L方面取得了“突破”。316L是一種常見的“海洋級(jí)“不銹鋼，含碳量低，通常具有低腐蝕性和高延展性，用在石油管道、發(fā)動(dòng)機(jī)零件和廚房設(shè)備等地方。令人興奮的是，測試表明，在某些條件下，最終的3D打印不銹鋼比用常規(guī)技術(shù)制成的鋼強(qiáng)三倍。

聯(lián)合團(tuán)隊(duì)的專家科學(xué)家認(rèn)為，相比其他形式的鋼，他們的3D打印316L不銹鋼有更高水平的強(qiáng)度和延展性，對(duì)化學(xué)設(shè)備、醫(yī)療植入物、發(fā)動(dòng)機(jī)零件以及其他要求設(shè)備具有優(yōu)異的物理性能的應(yīng)用來說非常有用。

研究人員認(rèn)為，航空航天、汽車和石油天然氣行業(yè)應(yīng)該最有興趣引入他們的3D打印316L，以提高其金屬部件的物理性能，因?yàn)檫@三個(gè)行業(yè)經(jīng)常需要能耐極端天氣條件的部件，而3D打印不銹鋼的附加強(qiáng)度和延展性可能是無價(jià)的。

“這個(gè)突破真的是一個(gè)很大的飛躍”，研究人員表示，“這增加了增材制造的吸引力，并且填補(bǔ)了一個(gè)巨大差距?！?/span>

當(dāng)然，3D打印出如此高質(zhì)量的不銹鋼不是一件易事，也許最大的障礙是激光熔融過程引起的3D打印金屬的孔隙率。多孔部件易于分解和斷裂，在發(fā)動(dòng)機(jī)、化學(xué)設(shè)備等高強(qiáng)度應(yīng)用中可能會(huì)引起安全隱患。

LLNL研究人員使用一個(gè)密度優(yōu)化工藝，用計(jì)算機(jī)建模來操縱鋼的底層微觀結(jié)構(gòu)，從而很好地解決了孔隙問題。研究團(tuán)隊(duì)用兩種不同的激光3D打印機(jī)來制造316L薄板，以進(jìn)行機(jī)械測試。激光熔融過程生產(chǎn)出分層的細(xì)胞樣結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整這些結(jié)構(gòu)，研究人員可以操控3D打印板的物理特性，最終制造出優(yōu)于現(xiàn)有替代品的3D打印不銹鋼零件。

這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在《Nature Materials》雜志上，題為“增材制造具有高強(qiáng)度和延展性的分層不銹鋼”。

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