В США на 3D-принтере напечатали прочную и пластичную нержавеющую сталь

В Ливерморской национальной лаборатории (США) вместе с коллегами из других вузов страны добились прорыва в 3D-печати одной из самых распространенных форм нержавеющей стали AISI 316L, которая используется в химической промышленности и судостроении. Новая разновидность сочетает в себе свойства прочности и пластичности.

Для того чтобы добиться улучшенных показателей, инженеры сперва должны были преодолеть основную трудность трехмерной печати металлов — пористость, вызванную лазерным плавлением металлических порошков, которая приводит к быстрой поломке изделия. Им удалось справиться с задачей путем оптимизации плотности в ходе компьютерного моделирования и экспериментов и при помощи манипуляции микроструктурой материалов.

«Микроструктура, которую мы разработали, нарушает традиционный компромисс между жесткостью и пластичностью, — говорит Моррис Ван, ведущий автор статьи, опубликованной в Nature Materials. — Если вы хотите сделать сталь прочнее, вы теряете пластичность. То и другое получить нельзя. Но с помощью 3D-печати мы можем отодвинуть границы этого компромисса».

Применив два различных лазерных 3D-принтера, ученые напечатали пластины нержавеющей стали марки 316L, структура которой напоминает иерархически расположенные ячейки, которые можно настраивать, меняя их механические свойства. Эти зерна препятствуют образованию дефектов в материале, позволяя придавать ему разные формы. Другими словами, дает ему жесткость и пластичность.

По словам Вана, эта технология открывает путь к применению 3D-печати нержавеющей стали в авиакосмической, автомобильной и нефтегазовой промышленности, где требуются прочные материалы, способные выдерживать экстремальные нагрузки, пишет сайт LLNL.

Компания Markforged представилав августе два принтера, печтающих углепластиковые детали, прочные как сталь. Нить из непрерывного стекловолокна позволяет создавать изделия, в 19 раз прочнее и в 10 раз жестче традиционных пластмасс.