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3D打印的新進(jìn)展有可能為我們帶來(lái)更輕、更快的飛機(jī)。在同樣數(shù)量的燃料下，這種飛機(jī)能飛得明顯更遠(yuǎn)。
如今的飛機(jī)由數(shù)千個(gè)金屬鉚釘和各種零件組裝而成。這是因?yàn)橛糜诳蚣艿匿X合金雖然輕便又堅(jiān)固，卻不可焊接。一旦嘗試焊接它們，會(huì)產(chǎn)生一種稱為熱裂紋的現(xiàn)象，當(dāng)它冷卻之后會(huì)變得脆弱并斷裂。諸如此類的焊接效應(yīng)也阻礙了3D打印在高強(qiáng)度鋁合金方向的發(fā)展。研究人員在各種嘗試之后發(fā)現(xiàn)，激光熔化之后的金屬就會(huì)像餅干一樣紛紛掉落。
然而，這一切似乎很快就會(huì)改變。加利福尼亞州馬里布的HRL實(shí)驗(yàn)室的研究人員，在開發(fā)了3D打印兩種最常用的高強(qiáng)度鋁合金之后，似乎已經(jīng)克服了這個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。
這些合金不僅可以用于飛機(jī)，還同樣適用于汽車和卡車。除此之外，該方法也增加了使用3D打印工藝來(lái)制造高強(qiáng)度鋼和鎳基超級(jí)合金的可能性。另一方面，該團(tuán)隊(duì)的訣竅是采用特殊的納米顆粒來(lái)做金屬涂層，并在激光加熱金屬時(shí)形成所需的合金微觀結(jié)構(gòu)框架。當(dāng)它冷卻時(shí)，熔融合金遵循由這些納米顆粒設(shè)定的結(jié)晶圖案，防止發(fā)生熱裂紋現(xiàn)象，這意味著最終制造出的產(chǎn)品能夠保持其完整的物理特征。 為了找到合適的納米顆粒，特別是鋯基納米顆粒。研究人員通過(guò)周期表上無(wú)數(shù)可能的元素分析終于找到了具有相應(yīng)性質(zhì)的納米粒子。
鋯并不昂貴，中等的制造成本有望獲得高價(jià)值的應(yīng)用。 焊接的鋁制飛機(jī)可能會(huì)進(jìn)一步減輕飛機(jī)的重量，較輕的質(zhì)量允許飛機(jī)在相同數(shù)量的燃料上飛的更遠(yuǎn)，而這一些都會(huì)在最后變成可觀的利潤(rùn)和效益。
