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Fabrisonic将UAM技术应用于美国宇航局的3D打印防腐覆层研究

固态金属3D打印专家法布里森利用其获得专利的超声波添加剂制造(UAM)工艺,成功地将不同的非晶合金合并到多金属覆层中。

作为公司的一部分工作NASA SBIR在这项研究中,该公司使用超声波能量而不是传统的基于激光的3D打印方法来组合不同的耐腐蚀合金。Fabrisonic利用其专有的制造技术,能够将金属连接到晶体基底上,而不会破坏它们的任何有益特性。

由此产生的金属混合物具有与普通晶体合金相比更高的强度和耐腐蚀性能,这使得它们非常适合未来在航空航天工业中的覆层应用。

作为NASA项目的一部分,Fabrisonic已将其获得专利的UAM生产方法应用于3D打印多金属覆层。照片通过法布里森。
作为美国宇航局项目的一部分,Fabrisonic已将其获得专利的UAM生产方法应用于3D打印多材料包层。

Fabrisonic的超声波附加制造技术

Fabrisonic公司的UAM技术是一种混合金属3D打印工艺,通过超声波将一系列金属带焊接成3D形状。该方法在低温下工作,这使得不同的材料,如电子,可以嵌入金属合金结构。

随着金属物体的建立,数控机床还可以完成其内部和外部表面,这让用户可以创建比传统金属3D打印工艺更详细的形状。公司自2017年获得UAM打印技术专利,它已经发展到释放其Sonicalyer 1200机器,它还采用了UAM技术。

为了寻求3D打印专利技术的新应用,Fabrisonic近年来与多个美国政府研究小组建立了合作关系。合作橡树岭国家实验室(ORNL),该公司将UAM部署到3D打印控制板用于ORNL的高通量同位素反应堆(HFIR)。

Fabrisonic还与美国宇航局建立了密切的关系,他们共同开发了3D打印的热交换设备2018年通过航天质量控制测试。最近,该公司与光学传感器专家合作卢娜创新在一个美国宇航局装配式传感器项目.该项目旨在为航天飞机上的火箭试验台收集低温燃料管的数据尼斯太空中心

在NASA和Fabrisonic的最新合作中,后者进一步开发了其UAM工艺,以打印组合金属覆层,这可能在未来的航空航天应用中。

Fabrisonic之前曾与美国宇航局合作过一些项目,包括3D打印热交换器的生产(如图所示)。照片通过法布里森。

更好地利用非晶金属

非晶态金属或大块金属玻璃(BMG)是通过快速冷却合金而形成的,绕过了凝固的结晶阶段。因此,材料具有独特的无序结构,这为它们提供了比传统结晶合金更高的强度。

bmg也能比其他金属承受更大的可逆变形,而且它们缺乏长期周期性,这也使它们更耐腐蚀。虽然非晶态金属明显具有有利的制造特性,但它们以前被证明很难与其他材料结合,也很难在更厚的层中打印。

与美国宇航局系列合作者合作LM集团控股公司(LMGH), Fabrisonic试图克服这些限制,通过使用其UAM 3D打印工艺将非晶态金属与其他合金合并。这两家公司通过加入几种不同的非晶合金,并研究其反应以更好地了解其界面组成,证明了该工艺的可行性。

Fabrisonic的UAM工艺(如图所示)允许不同的金属结合在一起,而不会失去任何耐腐蚀性。图像通过法布里森。
Fabrisonic的UAM工艺(如图所示)允许不同的金属结合在一起,而不会失去它们的抗腐蚀特性。通过Fabrisonic形象。

在测试过程中,研究小组发现UAM的低温使不同的金属合金能够在很少甚至没有金属间形成的情况下结合,并且没有降低它们的高强度特性。该公司还发现,可以使用多个通道添加更多的金属,从而使结构的厚度可以根据其最终用途进行定制。

根据这篇论文,低延展性通常是现有晶体合金的一个问题,但考虑到UAM与多种材料兼容,它可以将更多延展性金属添加到混合物中。类似地,传统的焊接技术将BMG限制在特定的几何形状上,但评估表明,现在可以用UAM以更低的成本实现更复杂的3D形状。

总的来说,在美国宇航局发展计划的第一阶段,合作伙伴们成功地将铝、钛和钢等结晶金属合并,生产出壁厚为1mm的零件。未来,3D打印技术可用于制造用于重型设备的层压板,或用于隔离石油和天然气管道。

“LMGH和Fabrisonic可以提供超越当前技术水平的代际飞跃的产品和服务,”两家公司在论文中表示。“在基材保护、使用寿命延长和应用效率提高方面的显著优势,都为市场杠杆提供了一个军火库。”

Fabrisonic的研究结果在其名为超声增材制造(UAM)制造非晶耐磨耐腐蚀镀层表面作者是Fabrisonic公司总裁马克·诺福克(Mark Norfolk)。

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特征图像显示了研究中使用的Fabrisonic Sonicalyer 7200 UAM系统。照片通过法布里森。

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