Los investigadores han usado vibraciones de sonido para sacudir los granos de aleación de metal en una formación más apretada durante la impresión 3D.
Un estudio recién publicado en Comunicaciones de la naturaleza muestra que las ondas de sonido de alta frecuencia pueden tener un impacto significativo en la microestructura interna de las aleaciones impresas en 3D, haciéndolas más consistentes y más fuertes que las impresas convencionalmente.
El autor principal y candidato a doctorado de la Escuela de Ingeniería de la Universidad RMIT, Carmelo Todaro, dijo que los resultados prometedores podrían inspirar nuevas formas de fabricación aditiva.
"Si observa la estructura microscópica de las aleaciones impresas en 3D, a menudo están formadas por cristales grandes y alargados", explicó Todaro.
"Esto puede hacerlos menos aceptables para aplicaciones de ingeniería debido a su menor rendimiento mecánico y mayor tendencia a agrietarse durante la impresión"
"Pero la estructura microscópica de las aleaciones a las que aplicamos el ultrasonido durante la impresión parecía muy diferente: los cristales de aleación eran muy finos y totalmente equiaxiales, lo que significa que se habían formado igualmente en todas las direcciones en toda la parte metálica impresa".
Las pruebas mostraron que estas piezas tuvieron una mejora del 12% en la resistencia a la tracción y el límite elástico en comparación con las realizadas mediante la fabricación aditiva convencional.
El equipo demostró su enfoque de ultrasonido utilizando dos aleaciones de grado comercial principales: una aleación de titanio comúnmente utilizada para piezas de aeronaves e implantes biomecánicos, conocida como Ti-6Al-4V, y una superaleación a base de níquel utilizada a menudo en industrias marinas y petroleras llamada Inconel625.
Simplemente encendiendo y apagando el generador de ultrasonido durante la impresión, el equipo también mostró cómo se pueden hacer partes específicas de un objeto impreso en 3D con diferentes estructuras y composiciones microscópicas, útiles para lo que se conoce como gradación funcional.
El coautor del estudio y supervisor del proyecto, el distinguido profesor de RMIT Ma Qian, dijo que esperaba que sus resultados prometedores despertarían interés en dispositivos de ultrasonido especialmente diseñados para la impresión 3D en metal.
"Aunque utilizamos una aleación de titanio y una superaleación a base de níquel, esperamos que el método pueda ser aplicable a otros metales comerciales, como aceros inoxidables, aleaciones de aluminio y aleaciones de cobalto", dijo Qian.
"Anticipamos que esta técnica se puede ampliar para permitir la impresión en 3D de la mayoría de las aleaciones metálicas relevantes industrialmente para piezas estructurales de mayor rendimiento o aleaciones estructuralmente graduadas".
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Materiales proporcionado por Universidad RMIT . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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