科學家們用一個新的3D打印技術制作了一個火箭噴嘴,允許在同一個物體中有多種金屬特性
致謝:美國國家航空航天局噴氣推進實驗室(NASA—JPL)/加州理工大學
3D打印機可以創造出任何東西,從眼鏡到植入醫學儀器,直接用電腦模型而不需要模具。但是要做航天器,工程師有時需要定制傳統加工方法和常規3D打印機不能制造的部件,因為他們需要有多種金屬的特性。現在,在加州帕薩迪納市NASA—JPL的研究員正在實施一個打印方法,使一種金屬或合金在一個物體中轉變到另一種(合金)。
“你可以不斷地從一種合金轉變到另一種再到另一種,并且你可以研究非常多有潛力的金屬,”R.Peter Dillon,一個在JPL的技術人員說。“我們覺得這會改變未來的材料研究。”
盡管梯度合金在過去的研究發展中已被開創,但這些復合材料被用于制作實物還是第一次,就像鏡子的鏡架。JPL的機械工程師John Paul Borgonia如是說。
為什么你需要做這樣一個機器零件呢?比如說你想要一個金屬物體,但是希望它的末端有不同性質。一邊有高熔點而另一邊有低密度,或者一邊有磁性而另一邊沒 有。當然,你可以分別用不同金屬做出兩個物件并焊在一起。但是焊接點本身很脆,所以你得新物件可能受到力以后就碎了。如果你在建造一個行星間航天器的話這 樣可不好,例如,一旦壞了就不能修了。
這是科學家使用新的3D打印技術做出的鏡架模型
致謝:NASA—JPL/加州理工大學
JPL的科學家從2010年就已經開始研發解決這個問題的技術了。2012年在火星上安全著陸了的“好奇號”的NASA火星科學實驗室的任務中,努力提高將不同材料的部分(焊)在一起的方法,啟發了這個3D打印不同合金成分部件的項目。
來自JPL,加州理工大學,賓夕法尼亞州立大學和帕克大學的研究員聯手去解決這個問題。結果影響在我們自己星球的航天旅行和機械裝置。
“我們正在做標準的3D打印工藝,并結合改變金屬粉末的能力使部件在飛行中被構建,”Douglas Hofmann說,在JPL材料科學和冶金部的研究員,同時也是加州理工大學的訪問學者。“你可以持續的改變材料的成分。”
在他們的新技術中,hofmann和他的同事在一個旋轉的桿上沉積了幾層金屬,因此由內而外的轉變金屬,而不像傳統3D打印工藝那樣從下面往上一層層添加。
未來的太空任務可能會結合使用這種技術制成的部件。汽車業和商用航空業可能也會發現它很有用,Hofmann說。
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