Если вы хотите напечатать на 3D-принтере объект, который будет магнитным только в некоторых областях, вам, как правило, пришлось бы напечатать два отдельных предмета из разных металлов, а затем соединить их вместе. Однако новый подход позволяет печатать отдельные объекты с градиентными магнитными свойствами.
Процесс был разработан консорциумом во главе с российским Сколковским институтом науки и технологий. Он основан на устоявшемся методе 3D-печати, известном как направленное наложение энергии , в котором источник тепла, такой как лазер, используется для плавления металлического порошка, когда он выходит из сопла.
Обычно тип металлического порошка остается неизменным на протяжении одного задания на печать. Однако, используя 3D-принтер InssTek MX-1000, исследователи смогли начать с нанесения порошка из одного металла, а затем постепенно смешать его с порошком другого металла, пока в конечном итоге не стал подаваться только другой металл.
Ученые напечатали на 3D-принтере этот металлический стержень, который в середине является мягкоферромагнитным, а на концах — парамагнитным.
Сколтех
Оба металла были сплавами: первый — алюминиевая бронза (медь, алюминий и железо), а второй — нержавеющая сталь (в основном железо, хром и никель). Интересно, что ни один из них не является магнитным сам по себе.
Однако, когда они смешиваются вместе, полученный смешанный сплав проявляет свойства «мягкого ферромагнетика». Это означает, что, хотя сам по себе он не является постоянно магнитным, он прилипает к «твердым ферромагнитным» металлам. Мягкий ферромагнитный эффект наиболее силен в середине печатаемого объекта, где алюминиевая бронза и нержавеющая сталь смешиваются в соотношении 50/50,.
«Градиентные магнитомягкие сплавы могут найти применение в машиностроении, например, в электродвигателях», — говорит главный исследователь Станислав Евлашин. «Наши результаты показывают, что направленное наложение энергии — это не только способ 3D-печати градиентных материалов, но и способ открытия новых сплавов. Кроме того, эта технология очень эффективна и подходит для быстрого изготовления даже крупногабаритных деталей».
Статья об исследовании, в котором также участвовали ученые из Санкт-Петербургского государственного морского технического университета, Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Белгородского государственного университета, была недавно опубликована в журнале «Технология обработки материалов» .
Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК