Инженеры из Института Макса Планка в Дюссельдорфе и Института лазерных технологий Фраунгофера разработали способ печати дамасской стали на 3D-принтере. Как сообщает «Популярная механика», для этого они использовали порошковый сплав железа, никеля и титана.
Технология производства «пятнистой» стали уходит корнями в седую древность. Поскольку продукт, выходящий из сыродутой печи, был мало пригоден для создания практичных и долговечных изделий, еще 1300 лет назад кузнецам пришлось искать способ повысить качество стали. Одним из самых эффективных процессов стало комбинирование нескольких сортов стали с разным содержанием углерода, которые многократно складывались и прокаливались друг с другом. Таким образом удавалось не только регулировать физические характеристики стали, но также избавляться от большого количества вредных примесей и мелкого мусора. Характерные узоры — это визуальных эффект, возникающий на срезе итогового продукта и вызванный неоднородностью материала.
Теперь же исследователи попробовали напечатать дамасскую сталь на 3D-принтере. Они использовали порошковый сплав железа никеля и титана: пока принтер наносил его по шаблонному паттерну слой за слоем, лазер расплавлял мельчайшие частички порошка друг с другом. Таким образом удалось сформировать желаемую однородную и устойчивую форму.
В отличие от базовой металлической 3D-печати, в данном случае лазер используется для изменения кристаллической структуры металла. В результате образуется череда слоев твердой, но пластичной стали.
«При определенных условиях нагрева образуются мелкие никель-титановые микроструктуры. Эти так называемые «осадки» затвердевают в единый материал. Под воздействием механических напряжений внутри этого материала они препятствуют движению дислокаций внутри кристаллической решетки, что характерно для пластической деформации», - заявил один из авторов проекта Филипп Кернштайнер.
По мере нанесения каждого слоя металла ему дают остыть до 195 градусов Цельсия. Затем на него наносится новый слой металла, который под воздействием лазера приобретает повышенную прочность.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал с новостями технологий и культуры.
Ранее ученые из Бингемотского университета в США создали прототип робота, свойства которого напоминают жидкого Т-1000 из "Терминатора-2". Разработанная ими система позволяет с помощью 3D-принтера создать мягкий экзоскелет, который свободно гнется, а затем может восстанавливать свою форму.