NASA將3D打印耐腐蝕合金應用到航天航空中

魔猴君  行業(yè)資訊   1669天前

固態(tài)金屬3D打印專家Fabrisonic利用其專利的超聲增材制造（UAM）工藝成功地將不同的非晶態(tài)合金融合到多金屬覆層中。作為NASA SBIR研究的一部分，該公司部署了超聲波能量而不是傳統(tǒng)的基于激光的3D打印方法來組合不同的耐腐蝕合金。利用其專有的制造技術，Fabrisonic能夠將金屬連接到晶體襯底上，而不會破壞其任何有益特性。

所得的金屬混合物具有與普通結晶合金相比更高的強度和耐腐蝕性能，這可能使其非常適合于航空航天工業(yè)中未來的熔覆應用。

作為NASA項目的一部分，Fabrisonic已將其獲得專利的UAM生產方法部署到3D打印多材料包層中。

圖片來自Fabrisonic。

Fabrisonic的超聲波增材制造技術

Fabrisonic的UAM技術是一種混合金屬3D打印工藝，可將一系列金屬帶超聲焊接成3D形狀。該方法在低溫下運行，這使得異種材料（例如電子產品）可以嵌入金屬合金結構中。隨著金屬物體的堆積，CNC機器也可以用于精加工其內表面和外表面，與傳統(tǒng)的金屬3D打印工藝相比，用戶可以創(chuàng)建更詳細的形狀。自該公司于2017年為其UAM打印技術申請專利以來，它一直在發(fā)布其SonicLayer 1200設備，該設備也具有其UAM技術。

為了尋找獲得專利的3D打印技術的新應用，Fabrisonic近年來與許多美國政府研究機構建立了合作伙伴關系。該公司與橡樹嶺國家實驗室（ORNL）合作，將UAM部署到ORNL的高通量同位素反應堆（HFIR）的3D打印控制板上。

Fabrisonic還與NASA建立了密切的關系，他們共同開發(fā)的3D打印熱交換器設備于2018年通過了航天質量控制測試。最近，該公司與光學傳感器專家Luna Innovations合作為NASA制作了傳感器。該計劃旨在為Stennis航天中心的火箭試驗臺收集低溫燃料管的數據。

在NASA和Fabrisonic的最新合作中，后者進一步發(fā)展了其UAM工藝，以印刷復合金屬覆層，該覆層將來可能在航空航天中得到應用。

Fabrisonic曾與NASA合作開展過先前的項目，包括生產3D打印熱交換器（如圖）。圖片來自Fabrisonic。

更好地利用非晶態(tài)金屬

非晶態(tài)金屬或塊狀金屬玻璃（BMG）是通過快速冷卻合金而繞過凝固的結晶階段而形成的。結果，該材料具有獨特的無序結構，與常規(guī)的結晶合金相比，它們具有更高的強度。

BMG還可以比其他金屬承受更大的可逆變形，并且它們缺乏長周期周期性，因此也更耐腐蝕。盡管無定形金屬顯然具有有利的制造特征，但先前已證明它們很難與其他材料結合并難以印刷在較厚的層中。

Fabrisonic與美國國家航空航天局（NASA）的合作伙伴LM Group Holdings（LMGH）合作，試圖通過使用其UAM 3D打印工藝將非晶態(tài)金屬與其他合金融合來克服這些限制。該公司通過加入幾種不同的非晶態(tài)合金并研究反應以更好地了解其界面成分，證明了該工藝的可行性。

Fabrisonic的UAM工藝（如圖所示）允許將不同的金屬組合在一起，而不會失去其任何耐腐蝕性能。

圖片來自Fabrisonic。

在測試過程中，研究小組發(fā)現UAM的低溫使異種金屬合金的結合幾乎沒有金屬間形成，而且沒有降低其高強度特性。兩家公司還發(fā)現，可以使用多次通過來添加更多的金屬，這反過來又使結構的厚度可以根據最終用途進行定制。據中國3D打印網了解，低延展性通常是現有結晶合金的一個問題，但是考慮到UAM與多種材料兼容，它可以將更多的易延展金屬添加到混合物中。同樣，傳統(tǒng)的焊接技術將BMG限于特定的幾何形狀，但是評估表明，現在可以使用UAM以更低的成本實現更復雜的3D形狀。

總體而言，在NASA開發(fā)計劃的第一階段中，合作伙伴設法合并了諸如鋁，鈦和鋼之類的結晶金屬，產生的壁厚為1mm的零件。將來，可以將3D打印技術部署在用于重型設備或絕緣油氣管道的層壓板的創(chuàng)建中。

點評： LMGH和Fabrisonic可以提供比當前最先進技術先進一代的產品和服務。在基材保護，使用壽命延長和應用效率提高方面的顯著優(yōu)勢。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/39662.html