Se utiliza para producir objetos tridimensionales de casi cualquier tipo, en una amplia gama de industrias, incluida la asistencia sanitaria, aviación e ingeniería, Los materiales impresos en 3-D han alcanzado la mayoría de edad durante la última década. Investigación publicada en la revista Materiales hoy demuestra un nuevo enfoque de la impresión 3-D para fusionar filamentos metálicos hechos de vidrio metálico en objetos metálicos.

Jan Schroers, Profesor de Ingeniería Mecánica y Ciencia de Materiales en la Universidad de Yale y Desktop Metal, C ª., en Burlington, Massachusetts, ESTADOS UNIDOS, junto con sus colegas señalan que la impresión 3D de termoplásticos es muy avanzada, pero la impresión 3D de metales sigue siendo un desafío y es limitada. La razón es que los metales generalmente no existen en un estado en el que puedan extruirse fácilmente.

"Hemos demostrado teóricamente en este trabajo que podemos utilizar una gama de otros vidrios metálicos a granel y estamos trabajando para hacer que el proceso sea más práctico y utilizable comercialmente para hacer que la impresión 3D de metales sea tan fácil y práctica como la 3D. impresión de termoplásticos, "dijo el profesor Schroers.

A diferencia de los metales convencionales, Los vidrios metálicos a granel (BMG) tienen una región líquida superenfriada en su perfil termodinámico y pueden sufrir un ablandamiento continuo al calentarse, un fenómeno que está presente en los termoplásticos. pero no metales convencionales. El profesor Schroers y sus colegas han demostrado que las BMG se pueden utilizar en la impresión 3-D para generar sólidos, componentes metálicos de alta resistencia en condiciones ambientales del tipo utilizado en la impresión termoplástica en 3D.

El nuevo trabajo podría eludir los compromisos obvios al elegir componentes termoplásticos en lugar de componentes metálicos, o viceversa, para una amplia gama de materiales y aplicaciones de ingeniería. La fabricación aditiva de componentes metálicos se ha desarrollado anteriormente, donde se utiliza un proceso de fusión en lecho de polvo, sin embargo, esto explota una fuente de calor altamente localizada, y luego solidificación de un metal en polvo conformado en la estructura deseada. Este enfoque es costoso y complicado y requiere estructuras de soporte difíciles de manejar que no se distorsionen por las altas temperaturas del proceso de fabricación.

El enfoque adoptado por el profesor Schroers y sus colegas simplifica la fabricación aditiva de componentes metálicos al explotar el comportamiento de ablandamiento único entre metales de las BMG. Junto con este plástico, las características similares son una alta resistencia y límites elásticos, alta tenacidad a la fractura, y alta resistencia a la corrosión. El equipo se ha centrado en una BMG hecha de circonio, titanio, cobre, níquel y berilio, con fórmula de aleación:Zr44Ti11Cu10Ni10Be25. Este es un material BMG bien caracterizado y fácilmente disponible.

El equipo utilizó varillas amorfas de 1 milímetro (mm) de diámetro y 700 mm de longitud. Se utiliza una temperatura de extrusión de 460 grados Celsius y una fuerza de extrusión de 10 a 1, 000 Newtons para forzar las fibras ablandadas a través de una boquilla de 0,5 mm de diámetro. A continuación, las fibras se extruyen en una malla de acero inoxidable a 400 ° C en la que la cristalización no se produce hasta que ha pasado al menos un día. antes de que se pueda realizar una extrusión controlada robóticamente para crear el objeto deseado.

Cuando se le preguntó qué desafíos quedan para hacer de la impresión BMG 3-D una técnica generalizada, El profesor Schroers agregó:"Para utilizar ampliamente la impresión BMG 3-D, La materia prima práctica de BMG disponible para una amplia gama de BMG debe estar disponible. Para utilizar comercialmente la fabricación de filamentos fundidos, la unión de capa a capa tiene que ser más confiable y consistente ".