超合金粉末　金屬合金3D列印受益匪淺

編譯／高晟鈞

對於航天、太空和許多能源生產的領域來說，相關材料必須能夠承受高溫、拉伸應力等極端條件，並正常運作。近期，來自麻省理工學院的工程師團隊，開發了一種簡單、廉價的方法，可用來對這些材料進行強化，開發更適合極端環境的關鍵材料。

該團隊使用一種名為Inconel 718的超級合金材料，它可以承受約700度攝氏溫度的熱度。該團隊將大量Inconel 718研磨成粉末，並摻雜少量的陶瓷奈米線；並利用陶瓷奈米線均勻附著在Inconel 718顆粒表面上，藉此強化它的物理性質。

接著，研究團隊將所得粉末通過雷射3D列印技術，將其熔化成特定圖案，在上面鋪上另一層粉末，並透過雷射將圖案與粉末層黏合。藉由重複該過程，最終可以生產複雜的3D零件。

研究團隊發現，使用這種新粉末製成的零件，孔隙率與裂紋明顯減少，使得零件的強度大幅增加。另外，這些零件還更具延展性，並且有更好的抗輻射與高溫負載能力。更重要的是，該過程並不昂貴，因為它可以與現有的3D打印機兼容。

這項工作為合金設計開闢了一個巨大的市場，因為超薄的3D雷射打印技術，對於金屬合金層的冷卻速度，遠低於傳統的凝固工藝製造的散裝部件。未來金屬合金的3D列印，包括對高反射率銅的改性（在保持材料原性能下，賦予其新的物理特性）和高溫合金斷裂的抑制，都將從這項工藝中受益。

主要作者之一的Alexander O’Brien表示：「3D列印帶來的精確度與可發展潛力，為合金材料設計開闢了另一個新的世界。這項研究只是未來成果的一點甜頭，相信3D列印的發展，將改變未來從核能、航太、太空與能源設計領域的發展。

資料來源:TechXplore

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