如果要使用3D列印,製造出某種部分區域有磁性的物品,通常需要分成兩次,使用兩種材質進行列印,然後再把它們接合在一起。近期,出現了一個新技術,將可以在同一次列印中,讓製造的金屬出現磁性的變化。
這項技術由俄羅斯科爾科沃科學技術研究所(Skolkovo Institude of Science and Technology)帶頭,與科技公司Skoltch進行研發,是基於成熟的 3D 列印「指向性能量沉積成型法」(Direct Energy Deposition),使用雷射光等熱源,從噴頭的部位融化噴出的金屬粉末。
一般來說,這樣的列印方式,會從頭到尾使用同一款金屬的粉末。而研究人員使用 InssTek MX-1000 3D列印機,從一種金屬粉末逐漸過渡混合,而到列印結束的時候,完全替換為另一種金屬。

這裡所說的「兩種」金屬是指合金,第一種為鋁青銅,主要成分為銅、鋁和鐵的混合;第二種為不鏽鋼,主要成分為鐵、鉻和鎳。這兩種合金本身都沒有磁性,並不會被磁鐵所吸引。但有趣的是,當它們混合在一起的時候,所得到的混合合金會具有「軟磁鐵」的特性。
不像「硬磁鐵」會一直有磁力,但「軟磁鐵」能感應到磁性、被磁力所吸引。此列印的成品,軟磁鐵效應在中間部位,也就是鋁青銅與不銹鋼以一比一的比例混合的時候,最為明顯,然後在兩端越來越接近純合金的部位,逐漸衰弱。這樣的梯度變化,主要與金屬的晶格排列有關。
能夠製造梯度變化的軟磁合金,將很有機會用在機械工程,像是一些電機的領域。研究人員認為,這樣的技術還有很大的應用空間,而且不只是用於3D列印具有軟磁性梯度變化的材料,更能夠用來探索、製造新的合金。而且由於此技術的速度相當有效率,也適合用於快速製造大型零件。
參考資料:Skoltech
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