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3D打印高强度铝合金,能使飞机质量更轻、更省燃料

发布时间:2018-02-06 11:08:40

【信达雅】3D打印的新进展有可能为我们带来更轻、更快的飞机。在同样数量的燃料下,这种飞机能飞得明显更远。

如今的飞机由数千个金属铆钉和各种零件组装而成。这是因为用于框架的铝合金虽然轻便又坚固,却不可焊接。一旦尝试焊接它们,会产生一种称为热裂纹的现象,当它冷却之后会变得脆弱并断裂。诸如此类的焊接效应也阻碍了3D打印在高强度铝合金方向的发展。研究人员在各种尝试之后发现,激光熔化之后的金属就会像饼干一样纷纷掉落。

然而,这一切似乎很快就会改变。加利福尼亚州马里布的HRL实验室的研究人员,在开发了3D打印两种最常用的高强度铝合金之后,似乎已经克服了这个长期存在的问题。

这些合金不仅可以用于飞机,还同样适用于汽车和卡车。除此之外,该方法也增加了使用3D打印工艺来制造高强度钢和镍基超级合金的可能性。另一方面,该团队的诀窍是采用特殊的纳米颗粒来做金属涂层,并在激光加热金属时形成所需的合金微观结构框架。当它冷却时,熔融合金遵循由这些纳米颗粒设定的结晶图案,防止发生热裂纹现象,这意味着最终制造出的产品能够保持其完整的物理特征。 为了找到合适的纳米颗粒,特别是锆基纳米颗粒。研究人员通过周期表上无数可能的元素分析终于找到了具有相应性质的纳米粒子。

锆并不昂贵,中等的制造成本有望获得高价值的应用。 焊接的铝制飞机可能会进一步减轻飞机的重量,较轻的质量允许飞机在相同数量的燃料上飞的更远,而这一些都会在最后变成可观的利润和效益。