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铝锡材料,用于国际空间站3D打印替换零件

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-07-08 08:45:20   浏览次数:1655  
核心提示:铝锡材料,用于国际空间站3D打印替换零件
    美国宇航局马歇尔航天飞行中心的Z·S·库特赖特和C.W.希尔对一种金属打印材料的功能进行了探索。在《常压条件下铝锡材料的组成及烧结工艺的优化》一文中,科学家们致力于开发一种能够在没有惰性气体的真空条件下烧结的打印材料。
 
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    研究零重力条件下材料的组成,有望实现太空3D打印。美国宇航局马歇尔航天飞行中心(MSFC)将把铝锡材料用于国际空间站的部件维护,比如制造替换部件。
 
    作者表示:“这种材料除了具有零重力的优点外,还可能在地球上有所应用,因为它可以在3D打印的过程中挤压到带有精密陶瓷尖端的基板上。”与传统的粉末床增材制造工艺相比,该工艺可以制造出精确、复杂的结构,并且更快、更高效。”
 
    铝锡打印材料配方的测试要根据不同的流量百分比来进行,它们是从较低的百分比开始的,然后缓慢地增加熔剂的百分比。然后用手将打印材料混合,用两种不同的方法在炉中进行烧结:
 
    600°C烧结循环产生脆性试样,将其还原为400°C,然后历经18小时的烧结、干燥,将材料样品在陶瓷基片上涂覆薄薄的一层。样品在600℃下烧结18个小时,熔剂含量依次为5%、10%、15%、20%和25%。
 
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    在添加下一层之前,每一层都会烧结。作者认为,虽然层厚和整体结构不均匀,但各层确实粘合在一起。
 
    “未来的实验必须使用MSFC的nScrypt 3D打印机,来验证这种材料的增材制造能力。在nScrypt打印机上进行的初步打印试验表明,这种材料将采用直接写入沉积工艺进行有效的3D打印。”相关研究人员表示。
 
    “13%熔剂的样品浸没在去离子水中时起泡最少,表明烧结过程中熔剂的反应更为完整。虽然这些样品更坚固,表面金属光洁度更高,密度也比较一致,但它们的内部性能仍然很弱。“作者总结道。“这项研究有助于确定溶剂范围和烧结温度,溶剂范围在13%至16%,而烧结温度在400°C左右。由于密度一致、金属外观均匀,且内部开裂最小,因此确定理想的熔剂百分比为15%。”
 
    材料必须经过测试,才能确定所需的性能,如密度、电导率和硬度。还必须测试不同厚度范围内的材料性能和固结情况,以确定可接受的沉积厚度。
 
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