近日，由圣彼得堡大學（SPbPU）和代爾夫特理工大學（TU Delft）組成的研究人員正在進行一項研究，以改進選擇性激光熔融方法。新的研究已經發(fā)表了關于金屬添加劑制造的創(chuàng)新應用。

研究的目的是創(chuàng)造結合兩種所需性能材料的Inconel 718，以產生先進的結構。Inconel在航空航天工業(yè)中有著顯著的應用，這是因為其具有高強度和耐熱性。

該研究論文已發(fā)表在材料與設計雜志上，標題為“3D打印的Inconel 718在晶體織構、微觀結構的各向異性和機械性能分析”。Inconel 718是一種鎳-鉻“超級合金”，并且一直是NASA資助的研究課題。匹茲堡大學從空間局獲得了50萬美元的資金，用于評估3D打印的Inconel 718的微觀結構。

需要一種新的新技術

雖然Inconel 718是用于形成強金屬部件的有用材料，但是難以在傳統(tǒng)鑄造或鍛造工藝中控制材料的性能。因此該研究強調了需要一種新的制造技術來使用它。

研究人員指出，目前通過增材制造產生的部件，盡管表現(xiàn)良好，但顯示強烈的各向異性。異質性是指材料的方向依賴性，例如碳纖維是各向異性材料，因為其強度取決于碳纖維絲線的定向排列。這項研究旨在解決這一問題，并創(chuàng)造具有高級定向微結構的Inconel 718。

因此，已經有另一組俄羅斯研究人員對3D打印碳纖維的可能性進行了研究。這項研究能夠為3D打印碳纖維引入更復雜的結構。

創(chuàng)建等軸結構

增材制造的選擇性激光熔融方法已經在制造復雜部件方面具有很大的應用。例如，西門子公司使用選擇性激光熔化技術為斯洛文尼亞的一座核電站3D打印了一個葉輪。

研究發(fā)現(xiàn)，在選擇性激光熔融過程中使用較低的功率源可以使Inconel產生更好的微觀結構。這通過250W激光器部件和950W激光器部件的SEM圖像進行對比。圖13展示了用較高功率的激光器（950W）產生的部件具有可能影響其強度和性能的許多畸變。

未來的應用

SPbPU“飛機發(fā)動機制造技術與材料研究”助理教授Vadim Sufiiarov說：“該技術可用于制造在極端條件下工作的產品，例如高壓和高溫。因此，其可以制造用于航空、能源和海洋的燃氣輪機元件?！?/span>

此外，研究人員還解釋說，“我們將繼續(xù)開發(fā)這一工藝，設計具有選定的特性的功能梯度，并考慮固化組分的方向各向異性?！?/span>

據(jù)悉，該研究報告由V.A. Popovicha、E.V. Borisovb、A.A. Popovichb、V.Sh. Sufiiarovb、 D.V. Masaylob和L. Alzinac共同撰寫。