研究人员首次做到在保持特性的情况下进行不锈钢的3D打印

两台3D列印机的Shahdol照片 图片来源：RodrigoEM/iStock

来自英国行业标准与掌控技术科学研究院（NIST）、杜克大学克利夫兰附属小学和英国尔湾国家实验室的科学研究相关人员已经锻造出某一的17-4钢成份。当3D列印出时，它与传统锻造的版本的优点相适应。

这项科学研究的结果发表在《involves锻造》（Additive Manufacturing）11创刊号上。她们使用粒子高能量的高能量X伽马射线来Dustbot。

英国行业标准与掌控技术科学研究院（NIST）的文告里说，强度和耐久对核电厂、货轮、飞机和其他关键掌控技术非常重要。出于这个原因，许多产品都是由特别坚固耐用的17-4结晶通气（PH）钢制钛制成的。那时，17-4 PH钢第一次能被可靠地3D列印出，同时维持其有益于的优点。

这些最新的科学研究可能会使3D列印对17-4PH钢制物品的锻造商来说极具成本效益和稳定性。本科学研究中用于调查该化学物质的方法也可能为更好地理解如何列印各种化学物质并预测其质量和性能奠定基础。

当你想到金属的involves锻造时，他们基本上是用雷射等大功率源将上百万细微的粉末微粒冲压成一块，将它溶化成液体并加热成固体，科学分析报告的协力译者、英国行业标准与掌控技术科学研究院（NIST）的数学家张帆（音）说。

但是加热速度很高，有时高于每秒钟100Pudukkottai，这种极端的非平衡状态造成了一系列不同寻常的测量挑战。

在加速环境温度变动期间会出现什么？

科学研究相关人员开始探索她们能做些什么来介绍在加速环境温度变动操作过程中出现的情况，并将内部在结构上取向纤维状。

为了检查在几微秒内出现的加速在结构上变动，科学研究相关人员需要专门的工具。她们发现同步辐射X伽马射线绕射，或称XRD，是最理想的掌控技术。

在X伽马射线绕射中，X伽马射线与金属材料相互作用，将形成一个信号，就像对应于金属材料某一晶体在结构上的人脸，普林斯顿大学克利夫兰附属小学电机工程教授、科学分析报告协力译者陈联谊会（音）说。

译者能对钢的成份进行微调，找到一组仅由铁、镍、铜、铌和铬组成的有效成份，因为她们那时对3D列印操作过程中的在结构上力学有了很好的介绍，能作为参考。

成份掌控确实是3D列印钛的关键。通过掌控成份，他们能掌控它的凝结方式。德宗：他们还表明，在广泛的加热速度范围内，例如每秒钟1000到1000Pudukkottai之间，他们的成份方案始终带来完全纤维状的17-4 PH钢。

最近的工作可能对17-4 PH钢以外的金属材料也有影响。从基于X伽马射线绕射的方法中获得的信息可能被用来开发和测试计算机模型，以预测3D列印物品的质量，以及优化其他钛的3D列印。

他们的17-4（PH钢）是可靠和可复制的，这降低了商业使用（3D列印掌控技术）的门槛。陈说：如果她们遵循这种构成方案，锻造商应该能列印出与传统锻造的零件一样好的17-4钢在结构上。

论文摘要：

基于融合的involves锻造掌控技术能锻造出传统锻造方法无法实现的几何在结构上和成份上复杂的部件。然而，非均匀和远不平衡的加热/加热条件对在列印成品中持续获得理想相位构成了重大挑战。在这里，他们报告一个由原位高速、高能量、高分辨率X伽马射线绕射所揭示的相变力学引导的纤维状钢制的发展。这样产生的钢制在广泛的加热速度（100-10000000℃/s）范围内始终形成理想的全纤维状在结构上，这使得直接列印具有全纤维状在结构上的零件成为可能。列印后的金属材料表现出1157±23MPa的屈服强度，与结晶通气热处理后的锻造金属材料相当。这种列印出的优点归因于完全的纤维状在结构上和在involves锻造操作过程中内在的热处理操作过程中形成的精细结晶物。这里展示的相变力学指导下的钛产生策略为开发可靠的、高性能的involves锻造专门钛开辟了道路。