新型3D打印技术：提升17-4PH不锈钢的生产效率

来自 实验室仪器网

研究人员已经开发出一种方法，利用增材制造（即3D打印）持续生产一种特殊类型的不锈钢17-4PH。使用3D打印技术打印钢和其他合金一直是一项挑战。这是因为这些材料在被3D打印机中的激光加热后，温度会发生快速变化。这些快速变化会改变材料中原子的结构排列，使其更难达到17-4PH钢所需的韧性。利用明亮的X射线束，科学家实时观察了这些快速变化，并改变了化学成分来弥补这些变化，从而生产出更耐用的最终产品。

这种名为17-4PH的不锈钢以其强度和耐腐蚀性而闻名。它用于工业机械、船舶、飞机和医疗设备。新发现可以帮助17-4PH零件的生产商使用3D打印来降低成本并提高制造灵活性。本研究中用于检查材料的方法也可能为更好地了解如何打印其他类型的材料并改善其特性和性能奠定基础。

3D打印，又称增材制造，是一种根据数字模型逐层直接构建三维物体的技术。金属合金在打印过程中温度变化剧烈，因此打印起来尤其困难。使用3D打印技术复制耐用材料（如17-4PH不锈钢）需要密切监测这些快速变化，并对材料的晶体结构进行修改。

借助先进光子源(APS)的明亮X射线束，监测17-4PH不锈钢的3D打印成为可能。能源部科学办公室光源用户设施。研究人员使用高能X射线衍射在材料加热和冷却时每隔几毫秒捕获一次图像。利用这些图像，该团队绘制了工艺参数变化与晶体结构修改之间的相关性，然后使用该分析指导合金开发，以优化打印工艺。

然后，他们使用APS的小角度X射线散射来表征称为纳米沉淀物的微小结构异常，这些异常对打印不锈钢部件的最终强度有重大影响。所开发的方法将有助于制造商以持续、经济高效的方式生产世界上最坚韧的材料之一。

» 仪器设备 购买 咨询