3D打印新突破，使物體可以具有多種金屬特性

南極熊3D打印網報道

    3D打印在過去幾年已經發(fā)生了驚人的發(fā)展，3D打印機已經被用于創(chuàng)造幾乎是所有種類的東西，從小玩意、小配件到可移植的醫(yī)用工具。用于制造金屬合金的3D打印技術也已經誕生了超過十年的時間了，不過要用于制造太空飛船的話，工程師還需要具有多種材料的特性的零件。
    現(xiàn)在，NASA在加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）的研究者正在實現(xiàn)一種3D打印過程，實現(xiàn)單一物體中某種金屬或合金轉變成另一種。
     據南極熊3D打印網了解，從2010年開始，噴氣推進實驗室的科學家就已經在開發(fā)、改善結合不同材料的組件的技術。但是為什么需要這樣的機械組件呢？因為需要一個擁有不同特性的金屬物體。例如，物體的一邊具有高熔點而另一邊具有低密度；又或者，一邊具有磁性，而另一邊不具有。當然，你還可以使用不同的材料各自使制作物體的兩邊，然后再焊接在一起。但是焊接的話，物體有可能會很脆弱，新物體有可能在壓力下分離開來。因此如果你想要制造一艘星際飛船的話，這可不是一個好方法。

激光沉積示意圖

    與來自噴氣推進實驗室、加州理工學院、賓夕法尼亞州立大學、賓州州立大學的研究者合作，噴氣推進實驗室的科學家已經開發(fā)出了一種新的3D打印技術來解決這一問題。
    “我們采取了標準的3D打印技術，再結合在打印過程中改變金屬粉末的能力。”噴氣推進實驗室的材料科學和冶金研究者兼加州理工學院副研究員Douglas Hofmann說，“你可以持續(xù)地更改材料的成分?！?br />

多個梯度合金棒樣本，用于改變梯度組成

    Hofmann和他的同事采用的并不是從底部到頂部的增層方法，他們是將金屬層沉積在旋轉的桿上，使金屬可以由內而外地過渡。當中，激光沉積（Laser Deposition）——用激光熔融金屬粉末從而形成從層——是用于制造多功能的金屬合金。使用這項技術，再結合旋轉旋轉沉積，可以讓組合梯度可以從樣本的中心形成放射狀。這種有目的性的梯度組成將可以改變物體的機械和物理特性。

    雖然梯度合金已經應用在了過去的研究和開發(fā)中，但這是第一次這種復合材料用在了制造物體上，例如反射鏡的固定架（如下圖），噴氣推進實驗室機械工程師John Paul Borgonia說。

這是一個反射鏡固定架的原型，使用新3D打印技術制造

    “你可以進行從合金到合金再到另一種合金的持續(xù)轉換，你可以研究廣泛的不同合金?！眹姎馔七M實驗室技術專家R. Peter Dillon說，“我們認為這將會改變未來的材料研究?！?br />     新的技術在未來的太空任務、汽車工業(yè)、商業(yè)航天工業(yè)等多方面中將會有各種實用的應用，Hofmann稱。此外，這項研究是由NASA（美國宇航局）投資支持的。

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