イェール大学はFFFプロセスを使用して金属ガラスを3Dプリントする

イェール大学はFFFプロセスを使用して金属ガラスを3Dプリントする
金属 3D プリントは現代の製造業に革命を起こす大きな可能性を秘めています。 しかし、レーザーを使用して微細な金属粉末を 3D プリントし、融合させる方法には限界があります。 このアプローチは多くの場合コストがかかり複雑で、製造プロセスの高温で変形しないかさばるサポート構造が必要になります。 イェール大学の研究者たちは、Desktop Metalsという会社と協力して、3Dプリントした金属物をこれまでよりも簡単に作る方法を発見したと考えている。 研究者らは、金属ガラス製のワイヤーを金属物体に融合させる新しい3Dプリント方法を実証した。


△FFF方式で印刷した金属ガラスサンプル部品


「この研究で、私たちはこれを他のさまざまな金属ガラスでも使用できることを理論的に実証し、このプロセスをより実用的かつ商業的に実現可能にして、金属3Dプリントを熱可塑性プラスチックの3Dプリントと同じくらい簡単で実用的なものにすることを目指しています」とイェール大学の機械工学および材料科学の教授であるヤン・シュローアーズ氏は述べた。


従来の金属とは異なり、バルク金属ガラス (BMG) は熱力学的特性において極低温液体領域を持ち、加熱すると連続的に軟化することができます。これは熱可塑性プラスチックには存在しますが、従来の金属には存在しない現象です。つまり、BMG は他のほとんどの金属よりも柔らかくなりやすく、3D プリントで使用して、頑丈で強度の高い金属部品を製造できます。


シュローアーズ教授とその同僚は、BMG の独特な金属軟化挙動を利用することで、金属部品の積層造形を簡素化しました。このプラスチックに類似した特性としては、高強度、高弾性限界、高破壊靭性、高耐食性などがあります。研究チームは、ジルコニウム、チタン、銅、ニッケル、ベリリウムから作られ、合金式が Zr44Ti11Cu10Ni10Be25 である、特性が明確で入手しやすい BMG に焦点を当てました。


研究チームは、直径1ミリメートル(mm)、長さ700mmのアモルファス棒を使用した。軟化した繊維を直径 0.5 mm のノズルに押し出すために、460 度の押出温度と 10 ~ 1,000 ニュートンの押出力が使用されました。次に、繊維は 400°C でステンレス鋼メッシュに押し出されます。結晶化は少なくとも 1 日経過するまで発生しません。その後、ロボット制御の押し出しが行われ、目的の物体が作成されます。


BMG 3Dプリンティングが広く使われる技術になるためには、使用できる原材料がより広く入手可能になる必要があると研究者らは述べています。


彼らの研究はMaterials Science誌に掲載されたばかりだ。



出典: 3ders


イェール大学、ガラスと金属

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