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基于增材制造的大尺寸非晶合金商业化开发

基于增材制造的大尺寸非晶合金商业化开发

供稿人:张航   发布日期:2017-03-29
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当地时间2017年3月27日, AM Ventures (AMV)Exmet AB 宣布了一项 投资协议 ,以加速基于增材制造的大块非晶合金商业化应用。该合作说明,在国外,采用3D打印技术制造大块非晶合金已经开始从实验阶段走向了工程化应用。

非晶合金3D打印技术:

非晶合金是由超急冷凝固,合金凝固时原子来不及有序排列结晶,得到的固态合金是长程无序结构,没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种材料具有许多独特的性能,如优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和韧性,高的电阻率和机电耦合性能等。采用3D打印技术制造大块非晶合金通过材料、冶金和成形三维一体方式,能够获得特殊结构和性能的非晶合金零部件。在金属激光3D打印成形过程中,大尺寸零件通过逐点的快速熔化和凝固实现“打印”过程。相比与其他材料加工技术,激光3D打印天然具备非晶合金制备所需的超急冷凝固条件。Exmet团队认为,通过增材制造技术,可以充分发挥非晶合金的性能,在未来可以成形如铁,钛,铝,镁或钴基等几乎任何合金材料的非晶产品,同时具有无磁化损失,并且极大地提到了材料强度。

非晶合金原子随机排布结构
晶体的原子规则排列结构(来源e-education.psu.edu)

目前,Exmet团队拥有一套EOS M 290系统,他们指出将利用这次投资扩大产能,推动非晶合金产品市场应用。

非晶合金增材制造艺术品(来源:Exmet)

3D打印成形制造非晶合金零部件在多种领域有潜在应用。例如,近期NASA的Jet Propulsion实验室使用先进的非晶合金对齿轮材料进行改进,这种非晶合金齿轮可以在-200℃的太空环境中正常工作。

表面附冰的非晶合金齿轮(来源NASA/JPL, Caltech)