Международная группа учёных из Великобритании, Швеции и Китая разработала новую SLM -технологию 3D-печати из нержавеющей стали, которая обеспечивает высокий уровень как прочности, так и пластичности готовых изделий одновременно. Новая методика будет использоваться для изготовления сверхпрочных деталей для аэрокосмической и автомобильной промышленности.

Одна из проблем аддитивного производства заключается в том, что распечатать на 3D-принтере металлическую деталь с высокими показателями прочности и пластичности одновременно просто невозможно, поскольку оба этих качества противоречат друг другу. Прочные 3D-печатные металлические части обычно являются негнущимися, жёсткими, хрупкими.

За решение этой проблемы взялись исследователи из трёх университетов: Бирмингемского университета в Великобритании, Стокгольмского университета в Швеции и Университета Чжэцзян в Китае. Учёные из разных уголков мира собрались вместе, чтобы разработать новый процесс 3D-печати, который позволит преодолеть вышеупомянутое противоречие в свойствах металлических деталей.

В результате плодотворного международного сотрудничества учёные разработали новую технологию селективного лазерного плавления (SLM), которая также позволяет печатать объекты в «ранее недоступных формах», обеспечивает сверхбыструю скорость охлаждения от 1000 °C в секунду до 100 миллионов °C в секунду. Таким образом, 3D-печатные детали из нержавеющей стали могут стать более привлекательным предложением для производителей автомобилей и самолетов, а так же представителей других сфер производства.

Столь высокая скорость охлаждения, не доступная в процессе производства металла ранее, переводит его в неравновесное состояние, что позволяет создавать субмикронные дислокационные микроструктуры, которые, в свою очередь, придают металлу необходимые механические свойства - прочность и пластичность.

«Подобное открытие дарит исследователям совершенно новый инструмент для разработки новейших систем сплавов с ультрамеханическими свойствами», - говорит ведущий автор журнала доктор Лейфенг Лю, недавно перешедший в Бирмингемский университет из Стокгольмского университета в качестве научного сотрудника AMCASH. - «Новая технология так же является важным прорывом в сфере металлической 3D-печати, обеспечивая прежде несовместимые механические свойства структурным деталям для аэрокосмической и автомобильной промышленности».

Команда доктора Лю – доктор Ю-Лунг Чиу, доктор Джи Зоу и доктор Джинг Ву, представители Школы металлургии и материалов при университете, - отвечала за создание системы микро- и наноматериалов в электронных микроскопах и за анализ свойств 3D-печатного образца металла во время механических испытаний.

Подобная система тестирования помогла специалистам изучить физические механизмы в действии и определить эффективные микроструктурные особенности 3D-печатных металлов.

Исследование международной группы учёных под названием «Дислокационная сеть в металлическом аддитивном производстве разрешает противоречие «прочность-пластичность» было опубликовано в «Materials Today».

Источник