NASA超聲波金屬3D打印技術(shù)，制造抗腐蝕涂層

2020年9月27日，南極熊獲悉，金屬3D打印專家利用超聲波增材制造（UAM）技術(shù)，成功地將不同的非晶合金合并成多金屬包層。

△作為NASA項(xiàng)目的一部分，F(xiàn)abrisonic已經(jīng)部署專利技術(shù)來(lái)3D打印多材料包層，圖片來(lái)自Fabrisonic
作為美國(guó)國(guó)家航空航天局“SBIR研究”的一部分，F(xiàn)abrisonic利用超聲波能量而不是傳統(tǒng)的激光能力來(lái)融合不同的耐腐蝕合金。利用專有的制造技術(shù)，F(xiàn)abrisonic能夠?qū)⒔饘龠B接到晶體基材上，而不破壞它們的任何有益特性。

由此產(chǎn)生的金屬混合物比普通的晶體合金具有更高的強(qiáng)度和耐腐蝕性，這使得它們非常適合未來(lái)在航空航天工業(yè)中的覆層應(yīng)用。



Fabrisonic的超聲波快速成型制造技術(shù)

Fabrisonic的UAM技術(shù)是一種混合金屬3D打印工藝，它將連續(xù)的金屬帶通過(guò)超聲焊接成3D形狀。這種方法在低溫下操作，可以將電子器件等不同材料嵌入到金屬合金結(jié)構(gòu)中。

△Fabrisonic的UAM工藝，可以將不同的金屬結(jié)合在一起，而不會(huì)失去任何耐腐蝕的品質(zhì)，圖片來(lái)自Fabrisonic

金屬部件打印后，還可以使用數(shù)控機(jī)床對(duì)內(nèi)外表面進(jìn)行精加工，這使得用戶可以創(chuàng)造出比傳統(tǒng)金屬3D打印工藝更細(xì)致的形狀。自從Fabrisonic在2017年為UAM打印技術(shù)申請(qǐng)了專利后，又推出了SonicLayer 1200機(jī)器，這款機(jī)器采用了UAM技術(shù)。

△CNC加工階段

Fabrisonic近年來(lái)與一些美國(guó)政府研究團(tuán)體建立了合作關(guān)系。比如與橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ORNL)合作，部署UAM為ORNL的高通量同位素反應(yīng)器(HFIR)3D打印控制板。

Fabrisonic還與NASA建立了密切的合作關(guān)系，他們共同開(kāi)發(fā)的3D打印熱交換器設(shè)備在2018年通過(guò)了太空飛行質(zhì)量控制測(cè)試。最近，F(xiàn)abrisonic與光學(xué)傳感器專家Luna Innovations合作，為NASA制造傳感器項(xiàng)目。希望為斯坦尼斯航天中心的火箭測(cè)試臺(tái)收集低溫燃料管道的數(shù)據(jù)。

在NASA和Fabrisonic的最新合作中，F(xiàn)abrisonic進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了UAM工藝，用于打印組合金屬包層，未來(lái)可能會(huì)有航空航天應(yīng)用。

△Fabrisonic之前曾與NASA合作過(guò)項(xiàng)目，包括生產(chǎn)3D打印熱交換器（如圖），圖片來(lái)自Fabrisonic

在測(cè)試過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，UAM的低溫使得不同的金屬合金能夠在幾乎沒(méi)有金屬間形成的情況下進(jìn)行接合，而且不會(huì)降低其高強(qiáng)度的特性。這兩家公司還發(fā)現(xiàn)，可以利用多道工序來(lái)添加更多的金屬，這反過(guò)來(lái)又使結(jié)構(gòu)的厚度能夠根據(jù)其最終用途的應(yīng)用進(jìn)行定制。

△晶體金屬包覆非晶合金

總的來(lái)說(shuō)，在NASA開(kāi)發(fā)計(jì)劃的第一階段，合作伙伴們成功地將鋁、鈦和鋼等結(jié)晶金屬融合在一起，產(chǎn)生了壁厚為1mm的零件。未來(lái)，3D打印技術(shù)可以部署在創(chuàng)建用于重型設(shè)備內(nèi)的層壓板，或用于石油和天然氣管道的絕緣。

Fabrisonic公司的研究結(jié)果詳見(jiàn)其題為 "Manufacturing Amorphous Wear and Corrosion Resistant Cladded Surfaces using Ultrasonic Additive Manufacturing (UAM) "的白皮書(shū)，作者為Fabrisonic公司總裁Mark Norfolk。

白皮書(shū)下載：

Fabrisonic White Paper 2020Final rev 9-22-20.pdf (541.44 KB, 下載次數(shù): 305)

2020-9-27 16:29 上傳

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