近日,耶鲁大学、Desktop Metal公司和麻省理工学院的研究人员采用了一种新的方法,将一种比最好的金属都强韧、但又具有塑料的柔韧性的新材料——金属玻璃——应用于3D打印,这表明金属的3D打印可能很快就会变得简单且实用。研究结果于8月1日发表在《材料》杂志上。
由于金属材料通常不容易挤压,金属部件的3D打印具有一定的挑战性和局限性。研究人员之前曾做过金属零件的3D打印,利用高度局部加热和凝固的金属粉末,并将其塑形成所需的结构。然而,这一过程费用高昂且复杂,而且通常不会产生理想的性能。
块状金属玻璃(BMGs)具有独特的原子结构,当从液体冷却到固体时,它们的原子会随机排列,而不会像传统金属那样结晶,所以块状金属玻璃(BMGs)在加热时可以像热塑性塑料一样持续软化。研究人员已经证明,BMGs可以用于3D打印,在与热塑性3D打印相似的环境条件下,产生固态、高强度的金属部件。
研究团队专注于一种由锆、钛、铜、镍和铍制成的性能优良且易于获得的BMG材料,从理论上证明了这种方法可以打印出更大范围的BMGs。他们的突破极大地降低了利用BMGs软化特性所涉及的成本和资源,可以消除在材料和工程应用中选择热塑性部件替代金属部件的问题。