Наночастицы позволили печатать на 3D-принтере изделия из любых сплавов

Из всего многообразия алюминиевых сплавов только некоторые подходят для 3D-печати. Большая часть не выдерживает циклов нагревания и охлаждения и даёт трещины. Американские технологи решили проблему, добавив в сырьё наночастицы, которые делают материал стойким к многократному нагреванию, не меняя при этом остальных свойств.

Перебрав 4,5 тысячи комбинаций сплавов и наночастиц, учёные остановились на двух вариантах, дающих материал, по прочности не уступающий стали, но приэтом в три раза легче неё. При обработке слоя порошка лазером 3D-принтера наночастицы играют роль центров кристаллизации, вокруг которых атомы металла группируются так же, как молекулы воды вокруг пылинки, на которой конденсируется водяной пар.

Микрокристаллы алюминия с легирующими добавками, сформированные вокруг наночастиц циркония, нагреваются и охлаждаются более равномерно, чем чистый сплав, поэтому в готовом изделии не образуется трещин и других дефектов.

Результаты своей работы физики из HRL Laboratories опубликовали в журнале Nature. В теории такой подход можно применить к любому другому сплаву алюминия, что позволит существенно расширить ассортимент сплавов, пригодных для аддитивной печати.