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耶鲁大学研究员开发一种简单的金属3D打印方法

来源：narkii 浏览数：
责任编辑：六月芳菲时间：2018-09-07 10:10

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[导读]将金属玻璃制成的金属丝融合成金属物体。

金属3D打印具有革新现代制造业的巨大潜力。然而，使用激光将精细金属粉末熔合在一起的现有金属3D打印工艺具有其局限性。原因在于金属通常不会以易于挤出的状态存在。因此，这种方法通常成本高且复杂，并且需要笨重的支撑结构，其不会因制造过程的高温而变形。谢天谢地，耶鲁大学的研究人员与一家名为Desktop Metals的公司合作，他们认为他们已经找到了一种比以往更容易制作3D打印金属物体的方法。研究人员展示了一种新的3D打印方法，将金属玻璃制成的金属丝融合成金属物体。

“我们在这项工作中理论上证明，我们可以使用一系列其他大块金属玻璃，并致力于使该工艺更加实用和商业化，使金属3D打印像热塑性塑料的3D打印一样简单实用， “耶鲁大学机械工程与材料科学教授Jan Schroers说。

与传统金属不同，大块金属玻璃（BMG）在其热力学特性中具有超冷液体区域，并且在加热时能够经历连续软化 - 这种现象存在于热塑性塑料中，但不存在于传统金属中。这意味着BMG比大多数其他金属更容易软化，并且可以用于3D打印以生成坚固的高强度金属部件。

Schroers教授及其同事通过利用BMG中独特的金属软化行为简化了金属部件的增材制造。与这种塑料相似的特性是高强度和弹性极限，高断裂韧性和高耐腐蚀性。该团队专注于由锆，钛，铜，镍和铍制成的具有良好特征且易于获得的BMG，合金配方为：Zr44Ti11Cu10Ni10Be25。

该团队使用直径为1毫米（mm），长度为700毫米的非晶棒。使用460摄氏度的挤出温度和10至1,000牛顿的挤出力以迫使软化的纤维通过0.5mm直径的喷嘴。然后将纤维挤出到400℃的不锈钢网中，其中在至少一天过去之前不发生结晶，然后可以进行机器人控制的挤出以产生所需的物体。

为了使BMG 3D打印成为一种广泛应用的技术，研究人员表示，他们使用的原材料应该更广泛地应用。由于热塑性塑料和BMG的FFF之间的相似性，该方法可以利用由热塑性FFF社区构建的技术基础设施，因为在热塑性FFF中已经解决的许多工程挑战可以容易地转化为BMG的印刷。因此，这项研究可以帮助快速实现和扩大金属的可访问和实际印刷。

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