Manufatura Aditiva para Produzir Aço Inoxidável de Alta Resistência pelo NIST e Argonne National Laboratory
De acordo com o site de notícias de design relatado em 3 de novembro, pesquisadores do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST), da Universidade de Wisconsin-Madison e do Argonne National Laboratory criaram um dos aços inoxidáveis mais fortes existentes, 17-4 endurecimento por precipitação (PH)Aço inoxidável inovou um método de impressão 3D que imprime aço inoxidável com as mesmas propriedades do aço inoxidável feito por métodos tradicionais.
Este aço inoxidável é uma liga forte e resistente à corrosão usada na construção de navios de carga, aeronaves de passageiros e usinas nucleares. Esta inovação marca a impressão 3D contínua de aço 17-4 PH, mantendo suas propriedades originais.
Embora o uso da impressão 3D para fazer peças de plástico tenha se tornado mais comum em todas as indústrias, a manufatura aditiva (AD) de metal à base de pó é mais complexa, em parte devido às mudanças muito rápidas de temperatura durante a impressão, o pó experimenta flutuações rápidas em um curto período de tempo. período de tempo. A fabricação aditiva de metais essencialmente solda milhões de minúsculas partículas semelhantes a pó usando fontes de alta energia, como lasers, derrete-as em um líquido e depois as resfria em um sólido.
Mas como a taxa de resfriamento é alta, criando um estado extremo de não equilíbrio, o processo de aquecimento e resfriamento rápido pode causar mudanças rápidas na estrutura cristalina dos átomos do aço, tornando impossível determinar o que está acontecendo no material em o nível atômico, por isso é impossível tornar preciso A estrutura cristalina não pode determinar o estado ideal do material impresso.
Para resolver essas questões, os pesquisadores usaram difração síncrona de raios-x (XRD) para estudar a estrutura cristalina durante mudanças rápidas de temperatura, para que pudessem determinar a estrutura interna da martensita durante a impressão. Os pesquisadores usaram o Argonne's Advanced Photon Source (APS) para disparar raios-X de alta energia na amostra de aço durante o processo de impressão. Dessa forma, os pesquisadores conseguiram mapear como a estrutura cristalina do aço mudava durante a impressão.
Embora o ferro seja o principal componente do aço 17-4 PH, sua composição específica inclui até 12 elementos químicos diferentes. Com uma compreensão mais clara das mudanças estruturais no aço durante o processo de impressão 3D, os pesquisadores podem ajustar a composição desse aço e, assim, controlar os resultados da impressão 3D. Essa abordagem também pode ser aplicada a outros materiais, usando XRD para otimizar outras ligas para impressão 3D e fornecer informações úteis para construir e testar modelos de computador que podem prever a qualidade final das peças impressas.