วิธีการใหม่ในการแปรรูปโลหะโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

คลังรูปภาพ — วิธีการพิมพ์แบบ 3 มิติใหม่ทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์โลหะจำนวนมากที่มีคุณสมบัติตามต้องการได้

วิธีนี้เป็นผลิตภัณฑ์การวิจัยร่วมกันของกลุ่มผู้เชี่ยวชาญหลายกลุ่มจากองค์กรต่างๆ เช่น มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (สหราชอาณาจักร) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยาง (สิงคโปร์) สถาบัน Paul Scherrer (สวิตเซอร์แลนด์) ศูนย์วิจัยเทคนิคฟินแลนด์ องค์กร วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ออสเตรเลีย...

เทคนิคใหม่นี้ช่วยให้สามารถทำการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโลหะผสมได้ในระหว่างการพิมพ์แบบ 3 มิติ โดยปรับแต่งคุณสมบัติได้ละเอียดยิ่งขึ้นโดยไม่ต้องใช้วิธีการตีขึ้นรูปด้วยความร้อนตามแบบฉบับดั้งเดิมที่ใช้กันมานานหลายพันปี ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์อย่างเป็นทางการในวารสาร Nature Communications

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ สมัยใหม่มีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการผลิตอื่นๆ หลายประการ ทำให้สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนและใช้ปริมาณวัสดุน้อยกว่าวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมมาก อย่างไรก็ตามพวกมันก็มีข้อเสียอยู่บ้างเช่นกัน

“ปัญหาหลักประการหนึ่งคือต้นทุนการผลิตที่สูงเนื่องจากต้องปรับปรุงผลิตภัณฑ์หลังจากผลิตเสร็จแล้ว” ดร. Matteo Seita จากทีมวิจัยมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กล่าว

นับตั้งแต่ยุคสำริด ผลิตภัณฑ์โลหะได้รับการสร้างขึ้นโดยการให้ความร้อนและการตีขึ้นรูป วิธีการนี้ช่วยให้สามารถขึ้นรูปโลหะตามรูปร่างที่ต้องการและยังเพิ่มคุณสมบัติที่จำเป็น เช่น ความเหนียวหรือความแข็งแกร่งอีกด้วย

อย่างไรก็ตาม เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติในปัจจุบันยังไม่สามารถควบคุมคุณสมบัติได้ในลักษณะเดียวกัน ดังนั้นจึงต้องมีการแทรกแซงทางเทคนิคอย่างต่อเนื่องหลังจากการพิมพ์เสร็จสิ้น

Seita และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการพิมพ์โลหะแบบ 3 มิติซึ่งจะช่วยควบคุมโครงสร้างภายในของวัสดุขณะหลอมด้วยเลเซอร์ วิธีนี้ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์เลเซอร์ 3 มิติมาตรฐาน แต่มีการปรับเปลี่ยนกระบวนการเล็กน้อย

“เราค้นพบว่าเลเซอร์ทำหน้าที่เป็น ‘ค้อนขนาดเล็ก’ ที่ช่วยทำให้โลหะแข็งตัวในระหว่างกระบวนการพิมพ์ 3 มิติ” ดร. มัตเตโอ เซอิต้า กล่าว

ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะโดยใช้กรรมวิธีการพิมพ์ 3 มิติใหม่มีคุณสมบัติเทียบเท่าเหล็กที่ผลิตโดยวิธีการแบบดั้งเดิมทั้งในทางทฤษฎีและการทดสอบภาคปฏิบัติ

“เราเชื่อว่าวิธีการนี้จะช่วยลดต้นทุนการพิมพ์โลหะแบบ 3 มิติ ปรับปรุงความยั่งยืน และปฏิวัติอุตสาหกรรมโลหะ” ผู้เชี่ยวชาญกล่าวเสริม

(ตามข้อมูลจาก Securitylab)

แหล่งที่มา