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HRL、ナノ粒子を使い高強度アルミニウム合金を3Dプリント

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September, 29, 2017, Malibu--HRL Laboratories, LLCは、有名ファシリティの研究者が開発した高強度アルミニウム合金を3Dプリントする技術に成功し、冶金にブレイクスルーを達成した。
 このアルミニウム合金には、Al7075 and Al6061が含まれており、この成功はエンジニアリング関連合金のアディティブマニファクチャリングに道を開くものである。これらの合金は、航空機や自動車部品で強く求められており、アディティブマニファクチャリング(3Dプリンティング)で処理できないものの中に入っていたが、HRLの研究チームが、それを解決した。さらなる利点は、その方法が別の合金ファミリ、高強度スチールやニッケルベースのスーパーアロイなど、現在AMで処理が難しいものにも適用できることである。
 金属AMは一般に合金粉末で始まる。薄い層で供給され、レーザや他の直接加熱源で加熱され、溶けて層を形成する。通常、高強度の溶接できないアルミニウム合金、Al7075 または AL6061が使用され、結果としてのパーツには、極度の高温割れが生じており、パイ状のビスケットのように金属部分を引きはがすことができる状態。
 HRLのナノ粒子機能化技術により、高強度溶接不能合金粉末に特殊選択ナノ粒子を塗ることで、この問題が解決される。ナノ粒子機能化粉末は、3Dプリンターに投入され、プリンターが粉末層をプリントし、レーザが各層を溶融して3D物体を作製する。溶融と固化の間、ナノ粒子は、所望の合金マイクロ構造にとって各部位形成として働き、高温割れを防ぎ、製造パーツの完全なる合金強度を保つ。
 AMにおける溶融と固化は溶接と類似であるので、HRLのナノ粒子機能化は、溶接不能合金を溶接可能にするためにも使える。この技術はスケーラブルであり、また使用するのは低コスト材料。従来の合金粉末やナノ粒子は、粉粒表面に均一分布されたナノ粒子でプリンター原材料となる。
 正しいナノ粒子を見出すために、この場合はジルコニアベースのナノ粒子だが、HRLチームはCitrine Informaticsの協力を得て、無数の可能性のある粒子をより分けて、必要な特性を持つものを見つけた。
(詳細は、www.hrl.com)