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（圖片來源：Texas A&M 官網(wǎng)）

該校材料科學與工程系負責人Ibrahim Karaman表示：“強韌鋼應用廣泛，但是通常很貴。馬氏體鋼是唯一的例外，每磅不到一美元，成本相對較低。我們開發(fā)了一個3D打印框架，可以將這些硬鋼打印成任意幾何形狀的無瑕疵物體?！?/p>

很多種合金是由鐵、碳和其它元素構(gòu)成，而馬氏體鋼是通過將鋼設(shè)為高溫狀態(tài)再進行驟冷制成。在冷卻過程中，碳原子被困在鐵晶體中，使鋼材形成極好的強度。為了滿足不同的應用，需要將馬氏體鋼（特別是一種低合金馬氏體鋼）制成不同形狀和大小的物體。這時，3D打印技術(shù)提供了實用的解決方案。采用這種技術(shù)，可以用鋒利的激光束加熱和熔化一層又一層的金屬粉末，通過連接和堆疊，制造出復雜的物品。

然而，利用激光3D打印馬氏體鋼，可能產(chǎn)生非預期缺陷，比如材料內(nèi)部出現(xiàn)氣孔。Karaman表示：“用于3D打印的原材料非常堅硬，但是，小孔會大大降低最終打印物體的強度?！毖芯繄F隊利用現(xiàn)有焊接數(shù)學模型，預測在不同激光速度和功率參數(shù)下，單層馬氏體鋼粉的熔化模式；然后分析這些模型中產(chǎn)生的缺陷數(shù)量和性質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上調(diào)整相應設(shè)置，以改進結(jié)果和預測能力。

最終創(chuàng)建的框架能夠正確預測，一套未經(jīng)測試的新激光設(shè)置在打印鋼時是否會產(chǎn)生缺陷。這種創(chuàng)新預測技術(shù)，將縮短評估和尋找合適的馬氏體鋼打印參數(shù)的時間。工程學院研究生、該研究的主要作者Raiyan Seede表示：“測試所有激光設(shè)置的可能性，評估哪些可能導致缺陷，是非常耗時的，有時甚至無法做到這一點。通過結(jié)合實驗和建模，我們開發(fā)出簡單快捷的步進式過程，用來確定哪種設(shè)置最適合3D打印馬氏體鋼?！?/p>

據(jù)介紹，無缺陷打印馬氏體鋼的方法，也適用于其他金屬。Karaman稱：“我們簡化了3D打印金屬的藝術(shù)，使最終產(chǎn)品沒有氣孔，這是金屬增材制造行業(yè)的一次重大發(fā)展。”