近日,耶魯大學、Desktop Metal公司和麻省理工學院的研究人員采用了一種新的方法,將一種比最好的金屬都強韌、但又具有塑料的柔韌性的新材料——金屬玻璃——應用于3D打印,這表明金屬的3D打印可能很快就會變得簡單且實用。研究結果于8月1日發表在《材料》雜志上。
由于金屬材料通常不容易擠壓,金屬部件的3D打印具有一定的挑戰性和局限性。研究人員之前曾做過金屬零件的3D打印,利用高度局部加熱和凝固的金屬粉末,并將其塑形成所需的結構。然而,這一過程費用高昂且復雜,而且通常不會產生理想的性能。
塊狀金屬玻璃(BMGs)具有獨特的原子結構,當從液體冷卻到固體時,它們的原子會隨機排列,而不會像傳統金屬那樣結晶,所以塊狀金屬玻璃(BMGs)在加熱時可以像熱塑性塑料一樣持續軟化。研究人員已經證明,BMGs可以用于3D打印,在與熱塑性3D打印相似的環境條件下,產生固態、高強度的金屬部件。
研究團隊專注于一種由鋯、鈦、銅、鎳和鈹制成的性能優良且易于獲得的BMG材料,從理論上證明了這種方法可以打印出更大范圍的BMGs。他們的突破極大地降低了利用BMGs軟化特性所涉及的成本和資源,可以消除在材料和工程應用中選擇熱塑性部件替代金屬部件的問題。