童程童美少兒編程教育

                                                            少兒編程 > 文章資訊 > 3D打印 > Ames實驗室使用氣體霧化技術生產金屬3D打印材料

                                                            Ames實驗室使用氣體霧化技術生產金屬3D打印材料

                                                            童程童美 2017-01-17

                                                            設在愛荷華州立大學的Ames實驗室是由美國能源部管理,該實驗室制造出了完美的金屬粉末材料。雖然金屬粉末的創新可能看起來很小,但它對3D打印行業的影響是巨大的。

                                                            摘要

                                                            設在愛荷華州立大學的Ames實驗室是由美國能源部管理,該實驗室制造出了完美的金屬粉末材料。雖然金屬粉末的創新可能看起來很小,但它對3D打印行業的影響是巨大的。

                                                            對于那些沒有意識到的人來說,金屬3D打印是當今增材制造中增長最快的趨勢之一。直到最近,金屬3D打印材料已經降級到工業和非常昂貴的打印機領域。但是,在過去幾年中,3D打印金屬的可能性在低價上出現了飛躍。

                                                            早在2015年,一家位于威斯康星州的創業公司Virtual Foundry就推出了一項名為Filamet的金屬3D打印材料的Kickstarter活動。在活動成功后,Virtual Foundry的Filamet公開上市,使任何人都能使用桌面3D打印機打印金屬,并為金屬3D打印行業的許多競爭對手敞開了大門。

                                                            Ames實驗室使用氣體霧化技術生產金屬3D打印材料

                                                            從那時起,創新不斷涌現。就在上周的CES展上,總部位于馬薩諸塞州的Markforged公司在金屬競賽中脫穎而出,推出了一種新的、相對便宜的金屬3D打印技術,也被稱為原子擴散添加劑制造(ADAM)方法,以及他們令人印象深刻的新型打印機:Metal X.

                                                            Ames實驗室使用氣體霧化技術生產金屬3D打印材料

                                                            現在,著名的Ames實驗室正在尋找給金屬3D打印的另一個重大的提振。由他們最先進的氣體霧化方法生產的金屬粉末材料,Ames實驗室的金屬粉末由完美光滑的球形顆粒組成,是金屬3D打印的理想材料選擇。

                                                            一個簡單的沙漏測試揭示了該材料的好處。Ames Lab的冶金學家Iver Anderson和Emma White喜歡向訪客展示定制沙漏中的金屬粉末樣品。當沙漏翻轉時,客人可以看到Ames的金屬粉末和傳統制造的金屬粉末之間的區別。傳統制造的粉末不是很流暢地通過沙漏的頸部,而且當停止和啟動,需要被搖晃一下。另一方面,氣體霧化的Ames粉末順利且快速地通過沙漏。

                                                            “你可以看到他們是大塊、隨機尺寸、粗糙的邊緣。他們不會相互流過,在制造過程中需要一個脈沖機制或一個攪拌器,這將使制造商在生產線上耗費更多的精力?!盇nderson說道。

                                                            Ames實驗室使用氣體霧化技術生產金屬3D打印材料

                                                            Ames粉末已被證明是一個有效的替代品,在過去二十年中獲得了超過16項專利的實驗室,甚至促使一家分公司IPAT的產品加速上市。

                                                            在細節方面,氣體霧化是依靠高壓氣流將金屬分解成微小顆粒的粉末。金屬在實驗室通過感應爐熔化,然后進入霧化噴嘴。從氬氣到氦氣的幾種氣體射流以緊密圖案聚焦在熔融金屬上,迫使液化金屬直接與氣流的強大動能耦合。該過程產生受控液滴噴霧,然后隨著液滴冷卻而快速固化。其結果是一致的尺寸且光滑的球形粉末顆粒。該粉末甚至可以根據不同的行業和研究的需要進行定制。

                                                            使用氣體霧化法,Ames實驗室已經生產粉末狀的鐵、鋁、鎳、銅、錫、鎂等。鈦仍然是其主要成就之一,同時,該材料也是3D打印中最搶手的金屬之一。

                                                            “鈦工業對粉末冶金和最終形狀固結方法非常感興趣,”White說?!八麄冋J為粉末冶金的進步是一種有效的成本控制策略,通過使零件形成接近最終的形狀,并盡量減少廢鈦。

                                                            展望未來,Ames實驗室希望進一步擴大其粉末生產能力。最終目標是在一個生產運行中產生高達200磅的粉末。戰略舉措將使規模足夠大,而且可以為研究和行業合作伙伴使用提供適當的樣本規模。

                                                            3D打印行業將從這一擴張中受益匪淺,因為Ames實驗室已經在尋求將自己定位為定制金屬粉末的供應商。同時,實驗室繼續微調氣體霧化過程。

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