Unul dintre cele mai rezistente oțeluri inoxidabile poate fi imprimat 3D

Imprimarea metalelor joacă un rol din ce în ce mai important în fiecare an, cu un număr tot mai mare de industrii, de la cea aerospațială la cea medicală. Odată cu această dezvoltare, apare un număr tot mai mare de provocări, iar găsirea de soluții pentru unele dintre ele nu este ușoară. 

De exemplu, temperatura din timpul procesului de fabricație este unul dintre cei mai importanți factori. Există o gamă largă și trebuie să se acorde o atenție deosebită materialelor care se încălzesc și se răcesc foarte repede. 

În cazul fabricării aditive a metalelor, în esență, “sudăm” milioane de particule mici sub formă de pulbere cu ajutorul unor instrumente de mare putere, cum ar fi laserele, le topim într-un lichid și apoi le răcim până la starea solidă. Rata de răcire este incredibil de rapidă, de până la un milion de grade Celsius pe secundă, iar această lipsă extremă de echilibru ridică o serie de probleme de măsurare. 

Foarte apreciat pentru rezistența sa la coroziune, oțelul este utilizat în multe domenii ale imprimării 3D. Oțelul inoxidabil este adesea numit un aliaj de fier, crom și puțin carbon. Unele calități, cum ar fi PH 17-4, sunt foarte rezistente la coroziune și sunt, de asemenea, extrem de dure. 

Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA a tipărit un astfel de oțel inoxidabil. Materialul a păstrat ambele proprietăți cheie. 

Modificările de temperatură provoacă adesea neregularități și fac dificilă imprimarea unui obiect metalic cu proprietățile dorite. Prin urmare, cercetătorii au analizat cu atenție variațiile în structurile cristaline ale materialului. De asemenea, au folosit un instrument electromagnetic pentru a accelera particulele elementare și a trimite raze X pe oțel în timpul imprimării. Acest lucru a fost făcut pentru a monitoriza evoluția structurii cristaline. În cele din urmă au reușit să înțeleagă mulți dintre factorii care determină compoziția aliajului. 

Controlul asupra compoziției este cheia pentru imprimarea aliajelor, spun cercetătorii. Numai atunci pot controla răcirea și solidificarea materialului, ceea ce le-a permis să producă un oțel inoxidabil robust 17-4 PH la viteze de răcire foarte diferite (între 1 000 și 1 milion de grade Celsius pe secundă). 

Prin omiterea unora dintre etapele de răcire din producția convențională, aliajul este mai ușor și mai ieftin de produs prin imprimare 3D.