Gebruikt om driedimensionale objecten van bijna elk type te produceren, in een hele reeks industrieën, waaronder gezondheidszorg, luchtvaart en techniek, zijn 3D-gedrukte materialen de afgelopen tien jaar volwassen geworden. Onderzoek gepubliceerd in het tijdschrift Materials Today toont een nieuwe benadering voor 3D-printing om metalen filamenten gemaakt van metallisch glas te smelten in metalen objecten.
Jan Schroers, hoogleraar Werktuigbouwkunde en materiaalkunde aan de Yale University en Desktop Metal, Inc., in Burlington, Massachusetts, VS, en collega's wijzen erop dat het 3-D printen van thermoplasten zeer geavanceerd is, maar de 3D-printing van metalen is nog steeds een uitdaging en beperkt. De reden is dat metalen in het algemeen niet bestaan in een toestand dat ze gemakkelijk kunnen worden geëxtrudeerd.
In tegenstelling tot conventionele metalen hebben bulkmetaalglaasjes (BMG's) een supergekoeld vloeistofgebied in hun thermodynamische profiel en kunnen ze continu verweken bij verhitting - een fenomeen dat aanwezig is in thermoplasten, maar niet in conventionele metalen. Prof. Schroers en collega's hebben dus aangetoond dat BMG's kunnen worden gebruikt bij 3D-printing om vaste, sterke metalen componenten te produceren onder omgevingsomstandigheden van het soort dat wordt gebruikt bij thermoplastisch 3D-printen.
Het nieuwe werk zou de meest voor de hand liggende compromissen kunnen overstijgen bij het kiezen van thermoplastische componenten boven metaalcomponenten, of vice versa, voor een reeks materialen en technische toepassingen. Additieve productie van metalen componenten is eerder ontwikkeld, waarbij een poederbed-fusieproces wordt gebruikt, maar dit maakt gebruik van een sterk gelokaliseerde verwarmingsbron en vervolgens stolling van een poedervormig metaal dat in de gewenste structuur is gevormd. Deze aanpak is kostbaar en gecompliceerd en vereist onhandelbare ondersteuningsstructuren die niet worden vervormd door de hoge temperaturen van het fabricageproces.
Op de vraag wat de uitdagingen blijven om van BMG 3D-printen een wijdverspreide techniek te maken, voegde professor Schroers toe: "Om op grote schaal BMG 3D-printing te kunnen gebruiken, moet praktische BMG-feedstock beschikbaar voor een breed scala aan BMG's beschikbaar worden gemaakt Om de gefuseerde gloeidraadfabricage commercieel te gebruiken, moet laag-tot-laag-binding betrouwbaarder en consistenter zijn. "
