液態金屬將加速助劑制造業的發展

材料牛注：研究者們發現根據不同金屬的化學和電化學性能，可溶解的金屬材料可用作金屬助劑制品的支撐材料，從而簡化了后期處理。

移除3D打印的支撐結構和附加的產品零件，一直以來都是一項挑戰，以至于更可行的是最好設計一些不需要支撐的小零件。但是當一個設計方案必須有一個需要支撐的懸垂物或需要支撐護以減少熱誘導扭曲時，這時候后加工就必不可少了。

目前，新的研究表明，金屬助劑設計仍然包括可以不用沒有后期繁瑣加工來制作的支撐結構。來自亞利桑那州立大學（Arizona State University）的研究指出，可溶解的金屬材料或可用作金屬助劑制品的支撐材料。其好處是簡化了后期處理。亞利桑那州立大學的Owen Hildreth、賓夕法尼亞州立大學（Pennsylvania State University）的Abdalla Nassar和Timothy Simpson，以及海軍水面作戰中心（Naval Surface Warfare Center）的Kevin Chasse關于這項技術共同寫了一篇文章，首次發表在3D Printing and Additive Manufacturing上。

研究者們發現根據不同金屬的化學和電化學性能，可以研發出更易去除的金屬支撐物。

他們研究文章中的一個例子是一個90度懸垂的不銹鋼橋接。金屬犧牲支撐是美科（Metco）91的碳素鋼。在重量分數41%的硝酸中進行電化學刻蝕，同時用含有氧氣的溶液用于溶解支撐物。

不銹鋼能禁得住硝酸的腐蝕，但仍會有少量被刻蝕掉。反之，盡管速度非常緩慢，但碳素鋼能溶解在硝酸中，盡管速度非常緩慢。在最初的試驗中，研究者們注意到移除1.4毫米的碳需要花費十個小時。這就是因此他們通過含有氧氣氣泡的溶液加速該過程的原因。借助這種方法，他們可以在六小時內移除7毫米的碳。

他們的研究指出其他金屬可能也會有類似的效果，但是其材料需滿足以下標準。

被溶解的材料必須同零件的主體材料相容。因此，被溶解的材料具有相似的晶體結構、熱性能和相似的熱膨脹系數。但是用于犧牲的被溶解的材料不應與零部件材料太過相似，以避免生成不必要的金屬置換固溶體互化物。同時該材料要有足夠的強度硬來以至于可以作為控制助劑輔助構建和零部件，但不能強度過強到難以去除。

可溶解的金屬在金屬助劑制造業是一項令人激動的進展研發。其他研究表明后處理工作既耗時又費錢，而且常常不包含在同助劑設備工作的總的決策設計流程之內。但是助劑行業處于一個不斷變化的階段。其他加速后處理的方法只是嶄露頭角。

原文鏈接：Liquid metals show promise in speeding additive manufacturing

文獻鏈接：Dissolvable Metal Supports for 3D Direct Metal Printing

本文由編輯部龍騎士供稿，朱星燁翻譯，時冰遙審核，點我加入材料人編輯部

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