金属玻璃的使用简化了金属的3D打印

使用金属玻璃的3D打印工艺可以在某些行业中更换热塑性塑料。耶鲁大学，麻省理工学院和桌面金属公司的研究人员共同合作，简化了金属3D打印，扩大了其在工业应用中的应用潜力，以及可使用该工艺打印的各种物体。这项由耶鲁大学机械工程和材料科学教授Jan Schroers领导的研究采用了一种新方法，用金属玻璃制作3D打印物体 - 这是一种相对较新的材料，甚至比一些最强的金属更强，但具有塑料的柔韧性。

通过他们的工作，该团队开发了一种工艺，可以使用金属玻璃制成的金属丝制成物体，大大简化了金属3D打印。到目前为止，由于使用材料的复杂性，金属3D打印具有局限性。耶鲁在耶鲁新闻发布会上表示，关键的挑战是金属通常不存在于允许它们易于挤出的状态。

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然而，使用所谓的大块金属玻璃(BMG)是一个不同的故事。这些材料可以在加热时连续软化 - 这也是热塑性塑料所发现的，而不是传统的金属。“我们在这项工作中理论上证明，我们可以使用一系列其他大块金属玻璃，并致力于使该工艺更加实用和商业化，使金属3D打印像热塑性塑料的3D打印一样简单实用，”他在新闻发布会上说。

具体而言，该团队证明BMG可用于3D打印，以在类似于热塑性3D打印的环境条件下生成固体，高强度金属部件。研究人员发表了论文对他们在杂志工作材料今天。

在他们的工作中，该团队使用了由锆，钛，铜，镍和铍制成的现成BMG材料，其直径为1毫米，长度为700毫米。他们开发的工艺使用460摄氏度的挤出温度和10至1000牛顿的挤出力，以迫使软化的纤维通过0.5mm直径的喷嘴。

施罗尔斯说：“一旦我们了解了加工条件，我们就会惊讶于这个过程的实用性。”通常，使用加热成固体的粉末金属进行金属3D打印。但是，这个过程既复杂又昂贵。即使实现了，它也不总是产生所需的对象或组件。

BMG具有独特的原子结构，赋予它们特性，使它们的行为与传统金属不同。当金属玻璃从液体冷却成固体时，它们的原子会沉淀成随机排列而不是结晶，这是金属通常所做的。

研究人员表示，利用BMG的这一特性，使用这些材料进行印刷可以消除公司在选择热塑性元件而不是金属部件方面所做出的妥协，为航空航天，航空和工程等行业的新用途铺平了道路。然而，仍然必须克服一些挑战，以使BMG更可行地进行更广泛的印刷，Schroers说。他说，其中包括实用BMG原料的可用性以及熔融长丝制造的层间粘合的更高可靠性和一致性。