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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。
研究人员使用了直径为1毫米、长度为700毫米的非晶棒，用460℃的挤压温度和10~1000牛顿的挤压力，使软化纤维通过0.5毫米口径的喷嘴。面对打印出来的BMG部件，研究人员感到非常惊讶。合著者、耶鲁大学的Jittisa Ketkaew说：“我们原本只期望平行印刷方向上会有很高的强度，没想到垂直方向上的强度也很强。”
合著者Punnathat Bordeenithikasem表示，能够像热塑性塑料一样轻松地打印金属部件，将彻底改变金属增材制造领域。“除了原型设计之外，打印部件的可行性以及部分设计的通用性使得这种3D打印技术适用于制造用于医疗、航空和航天器应用的高性能部件。”加州理工学院NASA喷气推进实验室的研究员Bordeenithikasem说。
科界原创
编译：花花 审稿：阿淼 责编：张梦
期刊来源：《材料》
期刊编号：1996-1944
原文链接：
https://scitechdaily.com/it-may-soon-be-easy-and-practical-to-use-metals-with-3d-printing/
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