Stampare oggetti in 3D dal vetro metallico. Il materiale è più resistente del metallo ma ha la flessibilità della plastica

Il vetro metallizzato stampato in 3D dimostra i vantaggi di metallo e materiali termoplastici
Un team di ricercatori guidato da Jan Schroers, professore di ingegneria meccanica e scienze dei materiali a Yale , ha sviluppato un modo per stampare oggetti in 3D dal vetro metallico. Il materiale è più resistente del metallo ma ha la flessibilità della plastica, il che lo rende estremamente prezioso . La ricerca è pubblicata in un documento dal titolo ” Metalli di stampa 3D come materiali termoplastici: fabbricazione di filamenti fusi di vetri metallici. “

La stampa 3D a base di estrusione di metalli è ancora una sfida, ma i vetri metallici, o BMG, possono subire un continuo ammorbidimento al riscaldamento, come i termoplastici. Il team di ricerca, che comprendeva anche ricercatori di Desktop Metal e del MIT , ha dimostrato che i BMG possono essere utilizzati per creare componenti metallici solidi e resistenti in condizioni ambientali simili a quelle della stampa 3D termoplastica.

“Ci ha sorpreso persino quanto sia pratico questo processo una volta che le condizioni di elaborazione sono state calcolate”, ha detto Schroers.
La stampa 3D in metallo, mentre diventa sempre più accessibile ed economica, è ancora piuttosto costosa e la stampa 3D a base di polvere è soggetta a imperfezioni e imperfezioni che la rendono ancora più costosa. La ricerca sulla BMG potrebbe risparmiare un sacco di soldi e risorse per i produttori e anche eliminare la necessità di scegliere tra i vantaggi di materiali termoplastici e metalli.

I ricercatori hanno lavorato con un materiale BMG ben caratterizzato e facilmente reperibile realizzato in zirconio, titanio, rame, nichel e berillio. Hanno usato barre amorfe del diametro di un millimetro e 700 millimetri di lunghezza. Hanno usato una temperatura di estrusione di 460 ° C e una forza di estrusione da 10 a 1000 Newton per forzare le fibre ammorbidite attraverso un ugello di 0,5 mm. Una sorpresa arrivò quando caratterizzarono le parti stampate in 3D.

“Ci aspettavamo un’elevata resistenza nell’orientamento parallelo alla stampa, ma siamo rimasti molto sorpresi dalla forza dell’orientamento perpendicolare”, ha affermato Jittisa Ketkaew, co-autrice e laureanda nel laboratorio di Schroers.
In teoria, una vasta gamma di BMG può anche essere stampata in 3D usando il metodo dei ricercatori.

“Abbiamo teoricamente dimostrato in questo lavoro che possiamo utilizzare una serie di altri vetri metallici sfusi e stiamo lavorando per rendere il processo più pratico e commercialmente utilizzabile per rendere la stampa 3D dei metalli facile e pratica come la stampa 3D di materiali termoplastici”, ha affermato Schroers.
Esiste la possibilità che questo metodo possa essere utilizzato in numerose applicazioni, ha dichiarato Punnathat Bordeenithikasem, un co-autore e un recente laureato di Yale che sta attualmente lavorando come postdottorato presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, California Institute of Technology .

“Al di là della prototipazione, le proprietà ottenibili delle parti stampate accompagnate dalla versatilità nel design delle parti rendono questa tecnologia di stampa 3D adatta per la fabbricazione di componenti ad alte prestazioni per applicazioni medicali, aerospaziali e spaziali”, ha affermato Bordeenithikasem.
Gli autori del documento includono Michael A. Gibson, Nicholas M. Mykulowycz, Joseph Shim, Richard Fontana, Peter Schmitt, Andrew Roberts, Jittisa Ketkaew, Ling Shao, Wen Chen, Punnathat Bordeenithikasem, Jonah S. Myerberg, Ric Fulop, Matthew D. Verminksi, Emanuel M. Sachs, Yet-Ming Chiang, Christopher A. Schuh, A. John Hart e Jan Schroers.

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