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局部脈沖電沉積技術(shù)可實(shí)現(xiàn)晶態(tài)金屬的微結(jié)構(gòu)控制

 由于傳統(tǒng)制造工藝的設(shè)計(jì)局限性和高成本,使得通過(guò)增材制造(AM)制備復(fù)雜金屬微結(jié)構(gòu)引起了廣泛的興趣。近年來(lái),金屬結(jié)構(gòu)的微米級(jí)增材制造(μ-AM)得到了廣泛的探索,不同的技術(shù)使得真實(shí)3D結(jié)構(gòu)的3D打印成為可能。雖然金屬μ-AM關(guān)注的主要重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)具有復(fù)雜幾何學(xué)的小規(guī)模結(jié)構(gòu),為了能夠從實(shí)驗(yàn)室過(guò)渡到現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用,改進(jìn)對(duì)打印結(jié)構(gòu)材料性能的控制是至關(guān)重要的。

在增材制造中實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)的全面控制。

     據(jù)了解,由得克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的一組研究人員開(kāi)發(fā)的一種新方法,稱為局部脈沖電沉積(L-PED),不需要任何后處理就可以添加純結(jié)晶金屬的制造。與以往金屬的圖案化和3D打印相比,它們的方法有著顯著的優(yōu)勢(shì)。
      在L-PED中,通過(guò)控制打印過(guò)程中的工藝參數(shù),可以對(duì)3D打印屬的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)。由于金屬的力學(xué)和電學(xué)性能取決于其微觀結(jié)構(gòu),這種新的性能意味著3D打印金屬的空間力學(xué)性能和電學(xué)性能可以在加工過(guò)程中得到控制。

采用微米級(jí)局部脈沖電沉積(L-PED)工藝可在打印過(guò)程中原位控制金屬3D打印的微觀結(jié)構(gòu)。

      團(tuán)隊(duì)領(lǐng)頭人Majid Minary教授表示,通過(guò)電化學(xué)工藝參數(shù),可以控制孿晶邊界的密度和取向以及晶粒尺寸。同時(shí),原位SEM納米力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這種微觀結(jié)構(gòu)的變化直接提高了3D打印金屬的力學(xué)性能。
     該研究的合著者之一Soheil Daryadel說(shuō):“這一重要進(jìn)展消除了對(duì)微結(jié)構(gòu)進(jìn)行后處理的需要,因?yàn)檫@往往會(huì)對(duì)材料性能產(chǎn)生不良影響。L-PED實(shí)現(xiàn)了具有所需材料性能的金屬的3D打印,為實(shí)現(xiàn)金屬μ-AM的功能應(yīng)用鋪平了道路,如電子設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)、光學(xué)和傳感器。


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