Se ha demostrado que una nueva técnica por la cual imprimir metales en 3D, que involucra un acero inoxidable ampliamente utilizado, logra niveles excepcionales de resistencia y ductilidad, en comparación con las contrapartes de procesos más convencionales.
Los resultados, publicados en Materiales hoy , describa cómo un equipo de investigación conjunto de la Universidad de Birmingham, Reino Unido, la Universidad de Estocolmo, Suecia y la Universidad de Zhejiang, China pudo optimizar los parámetros del proceso durante la impresión 3D para lograr los resultados.
La investigación es contraria al escepticismo en torno a la capacidad de fabricar metales fuertes y dúctiles a través de la impresión 3D, y como tal, el descubrimiento es crucial para avanzar la tecnología para la fabricación de piezas pesadas.
La impresión 3D ha sido reconocida durante mucho tiempo como una tecnología que potencialmente puede cambiar nuestra forma de fabricación, lo que nos permite construir rápidamente objetos con geometrías complejas y personalizadas.
Con el desarrollo acelerado de la tecnología en los últimos años, la impresión 3D, especialmente la impresión 3D de metal, está progresando rápidamente hacia una aplicación industrial generalizada.
De hecho, el gigante de fabricación General Electric GE ya ha estado utilizando la impresión 3D en metal para producir algunas piezas clave, como las boquillas de combustible en su último motor de avión LEAP. La tecnología ayuda a GE a reducir 900 componentes separados en solo 16,y haga que las boquillas de combustible sean un 40% más livianas y un 60% más baratas.
Se pronostica que los ingresos globales de la industria serán de más de 20 mil millones de dólares por año para 2025. A pesar del brillante futuro, la calidad de los productos de la impresión 3D en metal ha sido propensa al escepticismo. En la mayoría de los procesos de impresión 3D en metal, los productos sondirectamente construido a partir de polvos metálicos, lo que lo hace susceptible a defectos, lo que provoca el deterioro de las propiedades mecánicas.
El Dr. Leifeng Liu, quien es el principal participante del proyecto, recientemente se mudó a la Universidad de Birmingham de la Universidad de Estocolmo como investigador de AMCASH. Dijo: "La fuerza y la ductilidad son enemigos naturales entre sí, la mayoría de los métodos desarrollados parafortalecer metales en consecuencia reducir la ductilidad "
"Se sabe que la técnica de impresión 3D produce objetos con formas previamente inaccesibles, y nuestro trabajo muestra que también ofrece la posibilidad de producir la próxima generación de aleaciones estructurales con mejoras significativas tanto en resistencia como en ductilidad".
Esto ha sido posible gracias a la velocidad de enfriamiento ultrarrápida, estimada en un rango de 1000oC por segundo a 100 millones de oC por segundo, algo que no fue posible en el proceso de producción de metales a granel hasta la aparición de la impresión 3D.
Los metales que se enfrían tan rápidamente dan como resultado un llamado estado de no equilibrio, lo que permite algunas microestructuras sorprendentes como la red de dislocación sub-micro-tamaño, que se reveló en este documento como la razón principal de la mejorapropiedades mecánicas.
El Dr. Liu continuó: "Este trabajo brinda a los investigadores una nueva herramienta para diseñar nuevos sistemas de aleaciones con propiedades ultra-mecánicas. También ayuda a la impresión 3D de metales a obtener acceso al campo donde se requieren altas propiedades mecánicas como piezas estructurales en el sector aeroespacial yindustria automotriz."
El Dr. Yu-Lung Chiu, el Dr. Ji Zou y el Dr. Jing Wu, todos de la Escuela de Metalurgia y Materiales de la Universidad de Birmingham, comprenden el equipo de Birmingham en esta investigación. El Dr. Chiu, quien está a cargo deEl Centro de microscopía electrónica ha establecido un sistema de prueba de micro y nano materiales dentro de los microscopios electrónicos que permite analizar in situ el rendimiento y el mecanismo de la muestra durante las pruebas mecánicas. Ayuda en gran medida a identificar características microestructurales efectivas para mejorar las propiedades y,Más importante aún, para comprender los mecanismos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Birmingham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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