3D spausdinimas yra labai naudingas gamybos būdas. Jis leidžia greitai ir pigiai kurti unikalias vienetines detales ir prototipus. 3D spausdintuvai jau kurį laiką spausdina ir metalu, bet gaunamos detalės dažnai nėra tokios stiprios, kokios turėtų būti. Tačiau RMIT Universiteto mokslininkai surado sprendimą – reikia tik šie tiek vibracijos.
Mokslininkai apžiūri atspausdintą kubelį ant ultragarsinio aparato galvutės © RMIT
3D spausdinimas metalu turi daugybę pritaikymo būdų. Jis jau naudojamas pramonėje – taip įmonės pasigamina atsarginių detalių toms pramoninėms mašinoms, kurios jau nebėra gaminamos. Pavyzdžiui, „Koenigsegg“ taip gamina turbokompresorius – 3D spausdinimas leidžia gaminti lengvesnes detales, nes nereikia naudoti varžtų. Medicinoje taip bus galima spausdinti unikalius, individualius implantus.
Tačiau tokiu būdu pagaminti metaliniai objektai kartais turi trūkumų – jie nėra tokie stiprūs, kokie galėtų būti, jei būtų pagaminti kitu būdu. Taip yra dėl to, kad 3D būdu atspausdinto metalą sudaro dideli kristalai. Sąlyčio linijos tarp jų yra silpnieji taškai. Kuo kristalai didesni, tuo tos silpnosios vietos yra didesnė problema.
Australų mokslininkai sugalvojo, kaip tai išspręsti. Jie panaudojo ultragarsinių (vadinasi, aukšto dažnio) vibracijų prietaisą, kuris miniatiūrine amplitude vibravo spausdinamą objektą. Tai visiškai sujaukė kristalinę metalo struktūrą – žinoma, gerąja prasme.
Įprastu būdų atspausdintas metalas kairėje ir vibruotas metalas dešinėje. © RMIT
Kaip matote, ultragarsinis vibravimas sukūrė kur kas smulkesnę kristalinę struktūrą. Kadangi kristalų pakraščiai nėra sulygiuoti, tai toks objektas yra stipresnis. Kiek stipresnis? Mokslininkai atliko bandymus su Ti-6Al-4V (titano lydinys, dažnai naudojamas medicininiams implantams ir orlaivių komponentams kurti) ir vienu nikelio lydiniu. Nauju būdu atspausdintos detalės buvo 12 % atsparesnės tempimui ir apskritai stipresnės.
Geriausia tai, kad šis metodas yra pakankamai paprastas ir nebrangus. Bent jau teoriškai. Jis puikiai tinka nedidelėms detalėms gaminti, o štai didesnius objektus paveikti vibracija būtų sunkiau.
