วิธีการใหม่ในการแปรรูปโลหะโดยใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ

วิธีการพิมพ์ 3 มิติใหม่ทำให้สามารถผลิตผลิตภัณฑ์โลหะจำนวนมากที่มีคุณสมบัติตามต้องการได้

วิธีการนี้เป็นผลิตภัณฑ์การวิจัยร่วมกันของกลุ่มผู้เชี่ยวชาญหลายกลุ่มจากองค์กรต่างๆ เช่น มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (สหราชอาณาจักร) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยาง (สิงคโปร์) สถาบัน Paul Scherrer (สวิตเซอร์แลนด์) ศูนย์วิจัยเทคนิคฟินแลนด์ องค์กร วิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีนิวเคลียร์ออสเตรเลีย...

เทคนิคใหม่นี้ช่วยให้สามารถเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโลหะผสมได้ในระหว่างการพิมพ์ 3 มิติ โดยปรับคุณสมบัติให้ละเอียดยิ่งขึ้น โดยไม่ต้องใช้วิธีการตีขึ้นรูปด้วยความร้อนแบบดั้งเดิมที่ใช้กันมานานหลายพันปี ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์อย่างเป็นทางการในวารสาร Nature Communications แล้ว

เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ สมัยใหม่มีข้อได้เปรียบเหนือวิธีการผลิตแบบอื่นๆ หลายประการ การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้สามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงซับซ้อนและใช้วัสดุน้อยกว่าวิธีการผลิตแบบดั้งเดิมมาก อย่างไรก็ตาม การพิมพ์ 3 มิติก็มีข้อเสียเช่นกัน

“ปัญหาหลักประการหนึ่งคือต้นทุนการผลิตที่สูงเนื่องจากต้องปรับปรุงผลิตภัณฑ์หลังจากผลิตเสร็จแล้ว” ดร. Matteo Seita จากทีมวิจัยมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กล่าว

นับตั้งแต่ยุคสำริด ผลิตภัณฑ์โลหะถูกสร้างขึ้นโดยการให้ความร้อนและการตีขึ้นรูป วิธีการนี้ช่วยให้โลหะสามารถขึ้นรูปตามรูปทรงที่ต้องการ และให้คุณสมบัติที่จำเป็น เช่น ความเหนียวหรือความแข็งแรง

อย่างไรก็ตาม เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติในปัจจุบันยังไม่สามารถควบคุมคุณสมบัติได้ในลักษณะเดียวกัน ดังนั้นจึงต้องมีการแทรกแซงทางเทคนิคอย่างต่อเนื่องหลังจากการพิมพ์เสร็จสิ้น

เซตะและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาวิธีการใหม่สำหรับการพิมพ์โลหะ 3 มิติ ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมโครงสร้างภายในของวัสดุได้ขณะหลอมด้วยเลเซอร์ วิธีการนี้ใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติด้วยเลเซอร์มาตรฐาน แต่มีการปรับเปลี่ยนกระบวนการเล็กน้อย

“เราค้นพบว่าเลเซอร์ทำหน้าที่เป็น ‘ค้อนขนาดเล็ก’ ที่ช่วยทำให้โลหะแข็งขึ้นในระหว่างกระบวนการพิมพ์ 3 มิติ” ดร. มัตเตโอ เซอิตา กล่าว

ผลิตภัณฑ์ที่ทำจากโลหะโดยใช้วิธีการพิมพ์ 3 มิติแบบใหม่มีคุณสมบัติเทียบเท่าเหล็กที่ผลิตขึ้นโดยวิธีการดั้งเดิมทั้งในทางทฤษฎีและการทดสอบภาคปฏิบัติ

“เราเชื่อว่าวิธีการนี้จะช่วยลดต้นทุนการพิมพ์โลหะ 3 มิติ ปรับปรุงความยั่งยืน และปฏิวัติอุตสาหกรรมโลหะ” ผู้เชี่ยวชาญกล่าวเสริม

(อ้างอิงจาก Securitylab)

แหล่งที่มา