Els investigadors han utilitzat vibracions sonores per sacsejar els grans d'aliatge metàl·lics en una formació més estricta durant la impressió 3D.
Un estudi acabat de publicar aComunicacions de naturamostra que les ones sonores d'alta freqüència poden tenir un impacte significatiu en la microestructura interna dels aliatges impresos en 3D, fent-los més consistents i més forts que els impresos convencionalment.
L'autor principal i doctorand de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria de la Universitat RMIT, Carmelo Todaro, va dir que els resultats prometedors podrien inspirar noves formes de fabricació additiva.
"Si observem l'estructura microscòpica dels aliatges impresos en 3D, sovint es componen de cristalls grans i allargats", va explicar Todaro.
"Això els pot fer menys acceptables per a les aplicacions d'enginyeria a causa del seu menor rendiment mecànic i l'augment de la tendència a esquerdar-se durant la impressió."
"Però l'estructura microscòpica dels aliatges als qual vam aplicar ultrasons durant la impressió semblava marcadament diferent: els cristalls d'aliatge eren molt fins i totalment equiaxats, el que significa que s'havien format igualment en totes les direccions al llarg de tota la part metàl·lica impresa."
Les proves van mostrar que aquestes peces tenien una millora del 12% en la resistència a la tracció i l'estrès del rendiment en comparació amb les realitzades a través de la fabricació additiva convencional.
L'equip va demostrar el seu enfocament ecogràfic utilitzant dos grans aliatges de grau comercial: un aliatge de titani utilitzat habitualment per a peces d'aeronaus i implants biomecànics, conegut com a Ti-6Al-4V, i una superalloy basada en níquel sovint utilitzada en indústries marines i petrolíferes anomenades Inconel 625.
Simplement canviant el generador d'ultrasons encès i apagat durant la impressió, l'equip també va mostrar com es poden fabricar parts específiques d'un objecte imprès en 3D amb diferents estructures i composicions microscòpiques, útils per al que es coneix com a qualificació funcional.
El coautor de l'estudi i supervisor del projecte, el professor distingit Ma Qian de RMIT, va dir que esperava que els seus resultats prometedors despertessin interès en dispositius d'ultrasons especialment dissenyats per a la impressió 3D metàl·lica.
"Tot i que vam utilitzar un aliatge de titani i una superalària basada en níquel, esperem que el mètode pugui ser aplicable a altres metalls comercials, com ara acers inoxidables, aliatges d'alumini i aliatges de cobalt", va dir Qian.
"Preveiem que aquesta tècnica es pot escalar fins a permetre la impressió 3D de la majoria d'aliatges metàl·lics industrialment rellevants per a peces estructurals de major rendiment o aliatges de grau estructural."
