突破：美科學(xué)家成功3D打印海洋級不銹鋼，成品強度是傳統(tǒng)的3倍！

南極熊2017年11月1日訊/美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）近日又在金屬3D打印方面取得了新的突破 — 通過與佐治亞理工大學(xué)、美國俄勒岡州立大學(xué)和艾姆斯國家實驗室合作，他們成功3D打了常見的“海洋級”不銹鋼316L（含碳量低，耐腐蝕，延展性高，廣泛用于制造石油管道、發(fā)動機零件等）。更棒的是，通過測試他們發(fā)現(xiàn)，在某些條件下，3D打印的316L產(chǎn)品強度比用傳統(tǒng)工藝制成的產(chǎn)品高3倍，并且延展性更好。

“我們現(xiàn)在可以在實驗室中真正打印316L，而它的性能的確比用傳統(tǒng)方法制造的要好?！眻F隊表示，“這無疑是一個巨大的突破，既提高了3D打印的吸引力，又縮短了它與傳統(tǒng)工藝間的差距?！?/font>

研究團隊認為，他們的這項成果最可能引起航空航天、汽車和油氣行業(yè)的興趣，因為這些領(lǐng)域采用的設(shè)備經(jīng)常需要應(yīng)對極端惡劣的天氣，而3D打印316L具有的更高強度和延展性正好可以滿足這樣的要求。

當然，要讓3D打印的316L產(chǎn)品達到質(zhì)量要求并通過嚴格的測試絕非易事。其中最大的困難在于用激光熔融會造成較高的孔隙率。這會導(dǎo)致打印件容易斷裂。而這樣的部件如果用于發(fā)動機等對強度要求較高的設(shè)備絕對會成為巨大的安全隱患。

所幸，研究人員最終采用一種密度優(yōu)化工藝，通過計算機建模改善了不銹鋼的底層微觀結(jié)構(gòu)，很好地解決了這個問題。他們用兩種不同的激光3D打印機打印出了316L的薄板，然后對它們進行了機械測試。值得一提的是，激光熔融令打印件產(chǎn)生了一種分層的類細胞結(jié)構(gòu)。而團隊發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整這些結(jié)構(gòu)，他們可以控制打印件的物理特性。這就是3D打印的316L產(chǎn)品性能優(yōu)于傳統(tǒng)工藝制造的316L的根本原因。

LLNL的這項研究成果十分有意義，不僅會改變大企業(yè)制造不銹鋼部件的方式，而且可以幫助科學(xué)家進行更深入的研究，比如理解3D打印金屬件的性能與其結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。同時，研究采用的方法還可以被應(yīng)用于其它非不銹鋼的可3D打印金屬材料，創(chuàng)造出更多的可能性。

目前，團隊已經(jīng)將研究的論文發(fā)表到了《Nature Materials》雜志上。如果你感興趣，可以點擊這里查看。

延伸閱讀：《3D打印金屬材料之不銹鋼》

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編譯自 3ders