时间:02/13/2024 00:00
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麻省理工学院研究人员开发并发表新技术「液态金属印刷」(LMP),比现有的金属增材制造制程至少快 10 倍,虽会牺牲掉精细的细节,但能避免传统金属印刷法中出现的翘曲和开裂现象。
首先,研究小组建造「面包大小」的电炉,将铝加热到超过熔点,再将液态金属存在机器的石墨坩埚中,再透过重力作用从陶瓷喷嘴中喷射出来。接着,熔融的金属被挤压到由 100 微米玻璃珠制成的沙状表面,再勾勒出使用者所需的形状,当玻璃珠吸收热量后,金属就会硬化凝固,形成无需支撑的 3D 结构。
苏黎世联邦理工学院博士生 Zain Karsan 表示,熔化的铝会摧毁 3D 列印的路径,一开始使用不锈钢喷嘴,后来改钛喷嘴,最后才使用陶瓷喷嘴,但即使是陶瓷喷嘴也会堵塞,因为加热不会总是完全均匀。
整个过程中,温度控制器会维持在摄氏 700 度的稠度,待列印完成,熔化的铝迅速冷却成形。经过必要的铣削和钻孔后,就可以组装和使用。
这项研究由麻省理工团队进行,成员包括 MIT 自组装实验室联合主任、建筑系副教授 Skylar Tibbits 和苏黎世联邦理工学院博士生 Zain Karsan,并获得汽车零组件制造商爱信集团、Amada Global 和美国家具公司 Emeco 的资助。
由於铝可多次利用,也可以制造原型,LMP 制程还能列印不同厚度,提供足够的耐久性,可惜制作出来的铝制框架不够精细,但相当实用。
根据该研究论文,此方法主要用於建筑产业,开发顺利也能应用於航空航太和汽车产业。此外,制作过程不会浪费太多铝材料,也能利用回收或废金属。
与现有方法相比,LMP 制程让金属在整个列印过程中都处於熔融状态,因此不易开裂和变形。目前研究团队计画继续调整制程,改进流量控制,使喷嘴温度更加稳定,以防止堵塞。
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