北卡羅萊納州立大學的研究人員使用3D打印的鐵基非晶金屬（金屬玻璃）合金，可用于制造更高效的電動機和其他設備。 研究人員生產的鐵合金比其關鍵鑄件厚度大15倍。

無定形金屬，也稱為金屬玻璃，是具有無序原子尺度結構的固體金屬材料。它們在固態(tài)下是非晶態(tài)的，并具有良好的導電性，使它們可用于變壓器。一些研究人員研究了使用非晶態(tài)金屬作為人體植入物的生物材料。

制造非晶態(tài)金屬的問題是需要快速冷卻以防止形成晶體結構。這通常限制了科學家們僅在非常薄的層中制造非晶態(tài)金屬。

然而，使用3D打印技術，北卡羅來納州立大學的研究人員可能已經找到了一種更大規(guī)模的生產金屬玻璃的方法，其超越了材料的關鍵鑄造厚度。

“使用增材制造或3D打印生產尺寸大于關鍵鑄件厚度的金屬玻璃的想法已經存在了十多年，”博士Zaynab Mahbooba解釋道。北卡羅來納州立大學材料科學與工程系的學生。 “但這是第一次發(fā)表的作品，表明我們可以做到。我們能夠以比其關鍵鑄造厚度大15倍的規(guī)模生產無定形鐵合金?！?/span>

金屬玻璃3D打印工藝通過熔化20微米金屬粉末層，一次一層地工作。由于層薄，金屬很快冷卻并保持其無定形非晶性質。但不像其他印刷技術那樣產生明顯的層狀結構，該過程產生均勻的金屬玻璃物體。

“這是一個證明我們可以做到這一點的概念證明，”北卡羅來納州立大學工業(yè)系統(tǒng)與工程系杰出教授愛德華·P·費茨說。 “這種技術沒有理由不能用于生產任何非晶合金?！?/span>

Harrysson補充說：“一些金屬玻璃已經顯示出在電動機中使用的巨大潛力，減少了余熱，并將更多的電力從電磁場轉化為電力?！?/span>

雖然研究人員將不得不繼續(xù)進行反復試驗研究，以便為特定應用找到理想的合金成分，但他們相信他們的工作可能會為創(chuàng)造耐磨材料創(chuàng)造巨大的機會，這些材料包括高強度材料和輕量級3D打印結構。

“由于我們在談論增材制造，我們可以生產這些具有各種復雜幾何形狀的金屬玻璃，這也有助于它們在各種應用中的實用性，”Harrysson說。

一份研究論文記錄了“應用材料今日”期刊上發(fā)表的“鐵基塊狀金屬玻璃大于臨界鑄件厚度的添加制造”的發(fā)現。