Simile al passaggio dalla stampa in bianco e nero alla stampa a colori, un team di ricerca della Washington State University per la prima volta ha utilizzato la tecnologia di stampa 3D in un processo in un'unica fase per stampare strutture realizzate con due materiali diversi.

Il progresso potrebbe potenzialmente aiutare i produttori a ridurre le fasi di produzione e utilizzare una macchina per realizzare prodotti complessi con più parti in un'unica operazione. Fino ad ora, Stampa 3D, noto anche come produzione additiva, è stato limitato a utilizzare principalmente un materiale alla volta.

Guidato da Amit Bandyopadhyay, Herman e Brita Lindholm Professore a cattedra presso la School of Mechanical and Materials Engineering, i ricercatori hanno utilizzato la tecnologia di stampa 3D per stampare strutture metalliche e ceramiche e un tubo bimetallico magnetico da un lato e non magnetico dall'altro. Il rapporto sul loro lavoro è pubblicato nel numero di maggio di Produzione di additivi .

Più preciso, caratteristiche versatili del prodotto

La stampa tridimensionale ha cambiato il panorama di molte pratiche industriali e ha influenzato in modo significativo i protocolli di progettazione del prodotto. Chiunque desideri una parte personalizzata può progettarla su un computer e quindi stamparla semplicemente.

Però, i produttori possono inserire un solo materiale in una stampante per stampare le parti. Essendo in grado di utilizzare più di un materiale alla volta, saranno in grado di controllare meglio proprietà come la conduzione del calore, protezione dalla corrosione, così come l'adattamento ambientale nei loro materiali.

"Questo è un passo verso il prossimo livello di produzione e la prossima generazione di design, convalida, ottimizzazione e produzione mediante stampa 3D, " disse Bandyopadhyay.

Resistenza senza adesivi

Con l'adozione del multimateriale, Stampa 3D, i produttori inoltre non avranno bisogno di utilizzare gli adesivi o le giunzioni che sono ora necessari per la creazione di prodotti multimateriale.

"Potresti unire due materiali molto resistenti insieme, ma la loro connessione sarà forte solo quanto il loro adesivo, " ha detto Bandyopadhyay. "Multimateriale, la produzione additiva aiuta a sbarazzarsi del punto debole".

I ricercatori, compresi gli studenti laureati Bryan Heer e Bonny Onuike, ha utilizzato una stampante 3D laser per unire i materiali in un unico passaggio, stampando una struttura in nichel-cromo e rame.

Inconel 718 è una lega di nichel-cromo utilizzata nei razzi a propellente liquido e per le parti in lamiera dei motori degli aeroplani. Il materiale è in grado di resistere bene alle alte temperature, ma si raffredda molto lentamente. Quando i ricercatori hanno aggiunto il rame nel processo di stampa 3D, la parte potrebbe essere raffreddata del 250 percento più velocemente, il che significa una vita più lunga e una maggiore efficienza del carburante per i motori degli aerei.

Maggiori opzioni di design

"La produzione additiva multimateriale ha aperto le porte a così tante diverse realizzazioni possibili, " ha detto Bandyopadhyay. "Ci ha permesso di essere più audaci e più creativi."

Lavorando con gli studenti laureati Tom Gualtieri e Yanning Zhang, i ricercatori hanno anche stampato materiale metallo-ceramica in un'unica operazione.

"Questo ci consente di variare la composizione e aggiungere funzionalità a un prodotto durante la stampa 3D che è tradizionalmente molto difficile da ottenere, " ha detto. "E possiamo farlo in un unico processo con una singola macchina".