Німецькі вчені відтворили легендарну дамаську сталь за допомогою 3D-принтера

2 липня 2020, 12:45

Інженери з Інституту Макса Планка в Дюссельдорфі та Інституту лазерних технологій в Аахені об'єднали стародавні і сучасні технології, розробивши спосіб 3D-друку з дамаської сталі.

Характерною для легендарної сталі структури з чергуванням м’якших і жорстких шарів вдалося домогтися за допомогою циклічного нагрівання та охолодження.

Дамаська сталь (або просто дамаск) — вид сталі з видимими неоднорідностями на сталевий поверхні, найчастіше у вигляді візерунків. Її отримували завдяки комбінуванню декількох сортів сталі з різним вмістом вуглецю, які багаторазово складалися і прожарювалися один з одним. Контролюючи вміст вуглецю, коваль міг створити міцну, гнучку сталь для сердечника меча, а потім приварити жорстку і тверду сталь для кромки леза.

Відео дня

Сьогодні дамаська сталь зазвичай виготовляється з двох різних сортів сталевого сплаву, але це все ще ремесло, в якому більше мистецтва, ніж науки. Але інженерам вдалося перенести дамаську сталь в XXI століття, використовуючи 3D-принтери і лазери.

Замість використання двох різних матеріалів і обробки їх для формування нового сплаву, нова технологія використовує тільки один матеріал — порошок сплаву заліза, нікелю і титану. Він наноситься шар за шаром за допомогою лазера, який плавить порошок для формування бажаної форми.

Це базовий 3D-друк по металу, але нова технологія відрізняється тим, що лазер використовується для зміни кристалічної структури металу з утворенням шарів з твердої і пластичної сталі — свого роду друкованої дамаської сталі.

«Нам вдалося змінити мікроструктуру окремих шарів під час 3D-друку, щоб кінцевий компонент мав бажані властивості - і все це без подальшої термічної обробки сталі», — говорить Філіп Кюрнштайнер, один з авторів нової роботи.

У міру додавання кожного шару металу дають охолонути до температури нижче 195 ° C. Це дозволяє сформувати м’який шар. Щоб отримати твердий шар зверху, додається другий шар металу, який охолоджується, і лазер починає працювати, змінюючи структуру і зміцнюючи її. В результаті виходить сталь, яка є поєднанням міцності і пластичності.

«До теперішнього часу звичайною практикою було використання відомих сплавів в 3D-друці. Однак багато таких сплавів не дуже підходять для нової технології. Наш підхід полягає в розробці нових сплавів, які можуть використовувати весь потенціал 3D-друку», — каже Кюрнштайнер.

Раніше НВ писав, що українська компанія ALT представила 3D-принтер який може друкувати деталі з будь-яких металів і сплавів. Вартість принтера — $ 100 тис.

Компанія з Дніпра продає три види принтерів з різними габаритами друку і кількістю лазерів.

Повідомляється, що аналогічна модель в Європі коштує близько півмільйона доларів, в той час як вартість української розробки становить $ 100 тис, споживає менше електроенергії і займає менше місця.

«У світі існує всього декілька компаній-гігантів — General Electric, EOS, DMG, які володіють даною технологією друку з металів. Вартість їх 3D-принтерів обчислюється мільйонами євро, використання сторонньої сировини (металевого порошку) обмежена виробником, а передача технології заборонена. Все це обмежує масове використання 3D-друку металами», — розповів засновник ALT Сергій Аджамський.

poster
Підписатись на щоденну email-розсилку
матеріалів розділу Техно
Розсилка про те як технології змінють світ
Щопонеділка

Приєднуйтесь до нас у соцмережах Facebook, Telegram та Instagram.

Показати ще новини
Радіо НВ
X