Объединенная группа российских ученых, собранная из представителей Сколтеха, Белгородского государственного национального университета, а также НИЦ «Курчатовский институт» благодаря применению 3D принтера смогли получить сплав из двух компонентов, соотношение оных постоянно изменялось в разных участках напечатанной детали.
В результате таких манипуляций был получен магнитный материал из немагнитных компонентов.
3D печать и ее текущие возможности
Еще относительно недавно сама технология 3D печати воспринималась как инновационная возможность быстро создавать прототипы различных изделий. Ну а уже на текущий момент из лабораторий 3D принтеры перебираются на заводы и обеспечивают полноценное технологическое производство деталей.
Уже сейчас с помощью 3D печати получают различные детали для авиационной промышленности, для медицины, ювелирного дела и т. п.
А все потому что у 3D печати есть одно очень существенное преимущество. Ведь с помощью данной технологии можно получать объекты сложной конструкции очень легко при минимальных отходах, что невозможно сделать традиционными способами.
Однако до сих пор у 3D печати было существенное ограничение. Объект зачастую выполнялся из однородной смеси. Если была бы возможность печатать материалы с переменным составом, то это было бы настоящим прорывом, и, похоже, российские ученые нашли способ создавать именно такие детали.
Новая технология и ее перспективы и теоретическое объяснение
Для выполнения эксперимента ученые решили использовать два компонента:
1. Алюминиевая бронза (медь, алюминий и железо).
2. Аустенитная нержавеющая сталь (железо, хром, никель и другие примеси).
Следует отметить, что оба этих компонента являются парамагнетиками, то есть не магнитятся. Вот только если их перемешать, то можно получить «мягкомагнитный материал» ферромагнетик, оный уже отлично притягивается магнитами.
Так вот, чтобы сплавить эти два порошка, было принято решение использовать 3D принтер InssTek MX-1000, работающий по принципу наплавки материала за счет применения узконаправленного лазерного пучка. То есть в процессе работы подается порошок и одновременно мощный лазер его плавит.
При этом при подаче можно изменять соотношение компонентов, за счет чего манипулировать ферромагнитными свойствами получаемого материала.
Ученые также предложили такое теоретическое обоснование наблюдаемого процесса:
Так как оба применяемых материала обладают гранецентрированной кубической структурой, то, выполняя их комбинирование, в итоге получается объемная центрированная кубическая структура, которая как раз и обладает магнитными свойствами.
Ученые отмечают, что созданные таким необычным способом сплавы смогут найти свое применение, например, при производстве электродвигателей. А успех проделанной работы также показывает, что, используя этот метод, вполне можно создавать новые материалы с уникальными свойствами и повышенной эффективностью.
Результатами уже проделанной работы ученые поделились на страницах журнала The Journal of Materials Processing Technology.
Понравился материал? Тогда оцените его и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!