Легендарну дамаську сталь надруковані на 3D-принтері

Опубликованно 02.07.2020 10:48

Інженери з інституту Макса Планка (MPIE) в Дюссельдорфі та Інституту лазерних технологій Фраунгофера в Аахені об'єднали давні і сучасні технології, розробивши спосіб 3D-друку з дамаської сталі.

Оскільки такий сорт стали більше не доступний, виготовлення дамаської сталі тепер втрачене мистецтво. Але багато вчених і майстри намагаються перепроектувати існуючі приклади. Тим не менш, основна ідея, що лежить в основі стали, дуже добре зрозуміла, і якщо ви підете на сучасну ярмарок епохи Відродження, ви, швидше за все, знайдете багато копій дивно високої якості на стенді кузнєцов.

Лезо з дамаської сталі виготовляється шляхом вилучення смуг з заліза і сталі, нагрівання їх до червоності і скручування. Потім коваль розігріває, перевертає і перетягує, поки не з'явиться складний, плавний візерунок. У результаті виходить оброблена сталь, якій коваль може керувати властивостями, контролюючи вміст вуглецю, створюючи міцну, гнучку сталь для сердечника меча, а потім приварюючи іншу сталь, яка була оброблена, щоб бути твердою і може бути заточена для формування леза леза.

Сьогодні дамаська сталь зазвичай виготовляється з двох різних сортів сталевого сплаву, але це все ж ремесло, яке більше мистецтва, ніж науки. Тепер дослідники впроваджують дамаську сталь в XXI століття, використовуючи 3D-принтери і лазери.

Замість використання двох різних матеріалів і їх обробки для формування нового сплаву, в новій техніці використовується тільки один матеріал - порошок сплаву заліза, нікелю і титану. Це наноситься шар за шаром за допомогою лазера, плавиться і расплавляющего порошок для формування бажаної форми. Надлишок порошку потім видаляють, щоб виявити кінцевий продукт.

Це базова 3D-металева печатка, але нова технологія відрізняється тим, що лазер використовується для зміни кристалічної структури металу з утворенням чергуються шарів з твердої і пластичної сталі - різновиди друкованої дамаської сталі.

“Нам вдалося конкретно змінити мікроструктуру окремих шарів під час 3D-друку, щоб кінцевий компонент мав бажаними властивостями - і все це без подальшої термічної обробки сталі“, - говорить Філіп Кюрнстейнер, дослідник в MPIE. “При певних умовах утворюються дрібні нікель-титанові мікроструктури. Ці так звані опади тверднуть матеріал. Під впливом механічних напруг вони перешкоджають руху дислокацій усередині кристалічної решітки, що характерно для пластичної деформації“.

Як лазер може зробити це зміна - залежить від часу. По мірі додавання кожного шару металу дають охолонути до температури нижче 195 °C. Це залишає м'який шар. Щоб отримати твердий шар зверху, додається другий шар металу, який охолоджується, і лазер починає працювати, змінюючи структуру і зміцнюючи її. У результаті виходить сталь, яка являє собою поєднання міцності і пластичності. За словами команди, змінюючи енергію лазера, швидкість процесу друку і інші чинники, властивості металу можна контролювати зі значною точністю.

Нагадаємо, раніше повідомлялося, що в Японії розробили принтер, “малює“ на газоні.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на Bigmir)net на Facebook і Telegram.

Категория: Обо всем