NIST Develops Laser Stirring Technique for Atomic-Scale Mixing in High-Entropy Alloy 3D Printing
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NIST开发激光搅拌技术,实现高熵合金3D打印原子尺度混合
美国国家标准与技术研究院(NIST)研究人员开发出一种用于金属增材制造的椭圆式激光搅拌方法,解决了高熵合金生产中不同金属在凝固时原子层面均匀混合的难题。高熵合金由多种金属按大致相等比例组成,在高温下具有性能优势,但不同金属的密度、熔点和表面张力差异大,冷却过程中易分离成离散区域。研究团队在激光粉末床熔融中,将传统直线扫描改为椭圆轨迹,主动搅拌熔池。由于商用3D打印机软件无法生成椭圆扫描路径,团队从头编写了控制软件,该方法无需新硬件,现有设备可通过重编程使用。研究团队成功打印了由Ti6Al4V—RHEA-19高熵合金—Ti6Al4V组成的“三明治”结构,总厚度2.4mm,上中下三层各0.8mm。该方法还可支持在打印机内按需合金化,甚至在同一零件内连续改变合金成分。