Адитивна производња за производњу нерђајућег челика високе чврстоће од стране НИСТ-а и Националне лабораторије Аргонне
Према веб страници вести о дизајну објављеној 3. новембра, истраживачи са Националног института за стандарде и технологију (НИСТ), Универзитета Висконсин-Медисон и Националне лабораторије Аргонне створили су један од најјачих нерђајућих челика који постоје, 17-4 преципитацијско очвршћавање (ПХ) Нерђајући челик је иновирао метод 3Д штампања који штампа нерђајући челик са истим својствима као нерђајући челик направљен традиционалним методама.
Овај нерђајући челик је јака легура отпорна на корозију која се користи у конструкцији теретних бродова, путничких авиона и нуклеарних електрана. Ова иновација обележава континуирано 3Д штампање челика 17-4 ПХ задржавајући његова оригинална својства.
Док је употреба 3Д штампања за прављење пластичних делова постала чешћа у свим индустријама, производња металних адитива на бази праха (АД) је сложенија, делом због веома брзих промена температуре током штампања, прах доживљава брзе флуктуације за кратко време. период. Адитивна производња метала у суштини спаја милионе ситних честица налик праху користећи изворе високе енергије као што су ласери, топи их у течност, а затим их хлади у чврсту материју.
Али пошто је брзина хлађења висока, стварајући екстремно неравнотежно стање, процес брзог загревања и хлађења може изазвати брзе промене у кристалној структури атома у челику, чинећи немогућим да се утврди шта се дешава у материјалу на атомском нивоу, па је немогуће прецизно одредити. Кристална структура не може одредити оптимално стање штампаног материјала.
Да би се позабавили овим проблемима, истраживачи су користили синхрону дифракцију рендгенских зрака (КСРД) за проучавање кристалне структуре током брзих температурних промена, како би могли да одреде унутрашњу структуру мартензита током штампања. Истраживачи су користили Аргоннеов напредни извор фотона (АПС) за снимање високоенергетских рендгенских зрака у челични узорак током процеса штампања. На овај начин, истраживачи су могли да мапирају како се кристална структура челика променила током штампања.
Иако је гвожђе главна компонента челика 17-4 ПХ, његов специфичан састав укључује чак 12 различитих хемијских елемената. Са јаснијим разумевањем структурних промена челика током процеса 3Д штампања, истраживачи могу фино да подесе састав овог челика и тако контролишу резултате 3Д штампања. Овај приступ се такође може применити на друге материјале, користећи КСРД за оптимизацију других легура за 3Д штампање и пружање корисних информација за прављење и тестирање рачунарских модела који могу предвидети коначни квалитет штампаних делова.