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山特维克创造了首个3D打印钻石复合材料

2020-05-10 14:19:55来源:

山特维克增材制造有限公司创建了首个3D打印的金刚石复合材料,可广泛用于各种工业用途。新开发的工艺意味着这种超硬材料现在可以以高度复杂的形状进行3D打印,而无需进一步加工。

尽管是复合材料,但山特维克的大部分材料都是钻石。为了使其可打印且致密,需要将其胶合在非常硬的基质材料中,同时保持纯金刚石最重要的物理性能。

“从历史上看,钻石3D打印是我们无法想象的可实现的事情,”山特维克增材制造公司交付经理Anders Ohlsson解释说。“即使现在,我们才刚刚开始掌握这一突破可能带来的可能性和应用。

“看到它的潜力后,我们开始怀疑用3D打印复杂形状的材料比钢坚硬三倍,导热系数比铜高,热膨胀接近因瓦合金,密度接近铝的材料还有什么可能, ”他补充道。“这些好处使我们相信,从现在起短短几年内,您将在从磨损零件到航天计划的新工业应用中看到这种金刚石复合材料。”

研发和运营主管Mikael Schuisky说:“使用的增材制造工艺非常先进。我们正在使用立体光刻技术在由金刚石粉末和聚合物组成的浆料中进行印刷。”

但是,3D打印之后的步骤要求更高。在这里,山特维克开发了一种量身定制的专有后处理方法,该方法可以实现超硬金刚石复合材料的确切性能。

“这一步骤非常复杂,” Schuisky说。“但是,经过大量的研发工作和试验,我们设法控制了工艺,并制造出了首个3D打印钻石复合材料。”

斯德哥尔摩KTH皇家理工学院材料科学与工程系教授Annika Borgenstam说:“如今,行业内的巨大推动力不是寻找真正开发全新材料的方法,而是涉及对现有材料进行经常性的彻底重组。通过建立所需的特性,使用增材制造等工艺将开辟全新的方式来使用我们今天拥有的相同类型的材料。”增材制造的另一个主要优势在于,它可以使工程师减少材料浪费,使技术更具可持续性。在打印后,可以从浆料中的聚合物中提取山特维克工艺中的金刚石粉,然后将其回收再用于其他印刷工作中。

经过测试,山特维克的金刚石复合材料具有极高的硬度和出色的导热性,同时还具有低密度,非常好的热膨胀性和耐腐蚀性。