东部三维网 免费教程 查看内容

ASU研究员开发出去除金属部件支撑的新方法

2019-10-25| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1058|原作者: 东部三维网

摘要:最近,亚利桑那州立大学(ASU)的研究人员已经开发出一种使用HolyGrail解决方案来加速端到端金属3D打印过程的方法。Awen3D纳米制造助理教授OwenHildreth正在开发一种新的反应性银

最近,亚利桑那州立大学(ASU)的研究人员已经开发出一种使用Holy Grail解决方案来加速端到端金属3D打印过程的方法。

Awen 3D纳米制造助理教授Owen Hildreth正在开发一种新的反应性银油墨生产方法。他参加了ASU技术研究所和创新中心。其中一位发言人Timothy Simpson描述了建立3D打印实验室的实际挑战。

启发认识时间

作为宾夕法尼亚州立大学直接数字沉积创新材料处理中心的研究教授,辛普森对这项合作特别感兴趣。此外,任何使用金属AM的人都知道,支撑结构(尤其是用于散热系统中的传热和锚固)需要长时间的手工切割和打磨。辛普森在谈话中提到:“如果有人知道水溶性金属,我们可以使用其3D打印的支撑结构。”

作为参考,Stratasys是热塑性塑料应用中的3D打印公司之一,并于几年前开发了一种溶解支持物的方法。借助该公司的熔融沉积模型(FDM)系统,该设备可为零件本身提供ABS材料,并使用可溶性PLA进行支撑。尽管如此,对于金属还没有发现类似的方法。

Hildreth表示,他的回答是:“如果控制当地的化学环境,任何金属都可以溶解。这只是氧化物表面层(与3D打印金属技术的生产方式无关)。他认为他可以使用为了保护不锈钢船体免受牺牲阳极的影响,避免过氧化物的问题,让其他事物起首要作用。

使用电化学方法

Hildreth拥有机械工程学士学位和博士学位。在纳米制造材料工程中,它为金属支撑问题带来了新的视角。与使用诸如电火花线切割设备之类的机械工具相比,他的想法是在浸入腐蚀性溶液时使金属AM成分的某些区域发生化学反应。目标是产生受控的降解,逐渐去除支撑物,但实际上,零件几乎保持不变。

Hildreth已经测试了几种方案。他首先要求辛普森使用宾州州立大学的Optomec直接金属沉积系统创建一个带有碳钢支架开口的1英寸不锈钢拱门。在饱和氢电极的控制下,与冒泡的氧气一起使用的硝酸溶液成功地蚀刻掉了碳钢。

然而,由于多材料3D打印系统尚未得到广泛使用,希尔德斯(Hildreth)还研究了一种选择性去除粉末床金属3D打印组件载体的方法。从一个简单的演示设计开始,一个小的17-4不锈钢圆柱体,用3D打印一行直径为100微米的针头支架,他测试了两种可能的方法。

第一种称为直接溶解,部分热处理并充满亚铁氰化钠的方法;此步骤会沉淀出大量保护性碳化铬,从而使不锈钢不易受到化学腐蚀的影响。后面的过程是成功的,但是零件本身经历了严重的蚀刻,这是解决方案所允许的时间的一部分。

大大减少了后处理时间

为了使该方法对时间更敏感(自终止),Hildreth在随后的印刷退火步骤中引入了敏化剂六氢硅酸钠。在高温下,这种化学物质分解并扩散到不锈钢部件中的碳和氮中,从而有效地将顶部的100至200微米转化为碳钢而不是不锈钢。由于支撑仅约125微米厚,因此它们是完全敏感的,并且只能转换实际零件的薄壳。通过施加正确的偏置电压,支撑体会受到阳极的腐蚀,而组件本身会充当阴极并受到保护。

对在EOS激光烧结粉末床系统上制成的互锁不锈钢环进行了良好的测试,因为这些部件具有嵌套的密集垂直支撑。零件蚀刻7小时后,零件从支撑板上掉落;这看起来可能需要很长时间,但是传统的加工也需要32到40个小时才能完成。

据报道,这家商店的成本通常在每小时30至100美元之间。在成本,时间和复杂性方面,这种最无人值守的自动终止过程节省了大量成本。

Hildreth在3D打印方面的最新成就非常出色。目前,他正在寻求资金来改善工艺并将其扩展到使用不同解决方案和工艺参数的其他金属工艺。



友情链接:

版权所有© 东部三维网 | 备案: 皖ICP备11016851号-1 | www.d83w.com . All Rights Reserved | 网站地图