Инженеры в США научились печатать металлы с лазерным вихрем

В Национальном институте стандартов и технологий США нашли способ борьбы с расслоением высокоэнтропийных сплавов при 3D-печати. Вместо стандартного линейного движения лазер заставили двигаться по сложным петлеобразным траекториям, превращая ванну расплавленного металла в бурлящий вихрь, который физически препятствует отделению компонентов друг от друга во время остывания материала.

Традиционные высокоэнтропийные сплавы, состоящие из нескольких элементов в равных пропорциях, славятся своей термостойкостью и прочностью, однако крайне капризны в производстве. При остывании компоненты стремятся разделиться, что делает структуру неоднородной и хрупкой. Решение, предложенное командой NIST, заключается в программной модернизации процесса спекания порошка: лазер теперь не просто плавит материал, а активно перемешивает его прямо в зоне печати.

Для реализации технологии потребовалось написать собственное ПО, так как заводские промышленные системы не рассчитаны на столь динамичное управление лучом. Проверку метода провели в Аргоннской национальной лаборатории с помощью мощного рентгеновского излучения. Эксперимент подтвердил: петлеобразное движение лазера обеспечивает идеально равномерное распределение элементов в сплавах вроде RHEA-19. В будущем этот подход позволит создавать детали с переменными характеристиками, просто меняя состав смеси металлов в процессе печати, подобно тому как струйный принтер смешивает цветные чернила для получения нужного оттенка.