Los investigadores ahora han demostrado la capacidad de crear metal amorfo, o vidrio metálico, aleaciones que utilizan tecnología de impresión tridimensional (3-D), abriendo la puerta a una variedad de aplicaciones, como motores eléctricos más eficientes, mejores materiales resistentes al desgaste, materiales de mayor resistencia, y estructuras más ligeras.

"Los vidrios metálicos carecen de las estructuras cristalinas de la mayoría de los metales; la estructura amorfa da como resultado propiedades excepcionalmente deseables, "dice Zaynab Mahbooba, primer autor de un artículo sobre el trabajo y un doctorado. estudiante en el Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Estatal de Carolina del Norte.

Desafortunadamente, La fabricación de vidrio metálico requiere un enfriamiento rápido para evitar que se forme la estructura cristalina. Históricamente, eso significaba que los investigadores solo podían moldear vidrios metálicos en pequeños espesores. Por ejemplo, Las aleaciones de hierro amorfo no podían fundirse con un espesor superior a unos pocos milímetros. Esa limitación de tamaño se denomina espesor de fundición crítico de una aleación.

"La idea de utilizar la fabricación aditiva, o impresión 3D, para producir vidrio metálico en escalas más grandes que el espesor crítico de fundición ha existido durante más de una década, "Mahbooba dice." Pero este es el primer trabajo publicado que demuestra que realmente podemos hacerlo. Pudimos producir una aleación de hierro amorfo en una escala 15 veces mayor que su espesor crítico de fundición ".

La técnica funciona aplicando un láser a una capa de polvo metálico, derritiendo el polvo en una capa sólida de solo 20 micrones de espesor. La "plataforma de construcción" desciende 20 micrones, se esparce más polvo sobre la superficie, y el proceso se repite. Debido a que la aleación se forma poco a poco, se enfría rápidamente, conservando sus cualidades amorfas. Sin embargo, el resultado final es un sólido, Objeto de vidrio metálico:no es un objeto de laminado, capas discretas de la aleación.

"Esta es una prueba de concepto que demuestra que podemos hacer esto, "dice Ola Harrysson, autor correspondiente del artículo y Edward P. Fitts Profesor Distinguido de Ingeniería y Sistemas Industriales en NC State.

"Y no hay ninguna razón por la que esta técnica no pueda utilizarse para producir ninguna aleación amorfa, "Dice Harrysson." Uno de los factores limitantes en este punto será producir u obtener polvos metálicos de cualquier composición de aleación que esté buscando.

"Por ejemplo, sabemos que algunos vidrios metálicos han demostrado un enorme potencial para su uso en motores eléctricos, reduciendo el calor residual y convirtiendo más energía de los campos electromagnéticos en electricidad ".

"Se necesitará un poco de prueba y error para encontrar las composiciones de aleación que tengan la mejor combinación de propiedades para cualquier aplicación dada, "Mahbooba dice". Por ejemplo, desea asegurarse de que no solo tiene las propiedades electromagnéticas deseables, pero que la aleación no es demasiado frágil para un uso práctico ".

"Y como estamos hablando de fabricación aditiva, podemos producir estos vidrios metálicos en una variedad de geometrías complejas, que también pueden contribuir a su utilidad en diversas aplicaciones, "Dice Harrysson.

El papel, "Fabricación aditiva de un vidrio metálico a granel a base de hierro mayor que el espesor de fundición crítico, "se publica en la revista Materiales aplicados hoy .