3D列印金屬零件的「吸熱」大法！加強耐熱新妙招

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2022/12/13 3D列印金屬零件的「吸熱」大法！加強耐熱新妙招

雖然3D列印技術能夠高效地生產複雜的金屬零件，但往往會在受力和加熱時變形。最近麻省理工學院開發了新技術，解決金屬零件不耐熱的問題，快來跟DiMan一起收集技術靈感吧！

克服3D列印「蠕變」
當金屬由細晶粒組成時，特別容易發生「蠕變」。在冶金學中，「蠕變」是指金屬在持續的機械應力和高溫下，發生永久變形的現象，而3D列印的渦輪葉片則特別容易發生蠕變。

麻省理工學院的研究團隊開發了熱處理技術，可製造出較大的晶粒，使金屬不易發生蠕變。

「吸熱」解決方案
使用3D列印的鎳合金棒，放置在感應線圈正下方的室溫水池中，然後以不同的速度緩慢並垂直地向上穿過線圈，這樣就能把每根棒的部分加熱到1,20ºC - 1,245ºC(2,192ºF - 2,273ºF)的溫度範圍，並且在金屬內部、線圈和水之間產生陡峭的熱梯度，該梯度會導致金屬的微晶粒轉變成更大的柱狀顆粒，與金屬內最大應力的軸對齊。

就棒材而言，研究人員發現1,235ºC (2,255ºF)的溫度和每小時2.5毫米的拉拔速度是為最佳——他們也在努力提高該速度，另可根據3D列印零件的預期用途，通過改變處理時的溫度和速度，來改變不同金屬的晶粒結構，使材料變得更堅固、更富彈性，甚至在極端的高溫環境中也能正常應用。

在這個測試裝置中，通過感應線圈從水池中抽出鎳合金棒

技術應用力
目前，這項新技術計劃應用於類似燃氣輪機或噴氣發動機葉片的結構上，因為這些結構必須承受持續的機械應力和高溫，除了使之不易蠕變之外，還能通過提高這些設備的效率來降低二氧化碳的排放量，又能降低成本，一舉三得。

經過進一步的研究和最佳化，熱處理可應用於3D列印更複雜的形狀和圖案的工業級渦輪葉片。

研究人員以渦輪葉片為最終極的改造目標，那麼你呢？這樣的技術方向有激發你的技術靈感嗎？快來DiMan的FB、IG討論吧！

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