W grę wchodzi bowiem wytwarzanie stali wykazującej zwiększoną wytrzymałość i trwałość. Cały proces miałby przebiegać w bardziej elastyczny sposób i zapewniać większą opłacalność ekonomiczną poprzez redukcję kosztów. Stop, o jakim mowa, jest nazywany 17-4 PH, a jedna z poświęconych mu publikacji została zamieszczona na łamach Additive Manufacturing.
Czytaj też: Czy to jeszcze beton czy już inny materiał? Nie tylko sam się naprawia, ale i podgrzewa
Wcześniej sporym problemem dla naukowców podejmujących próby wytwarzania stali i innych stopów z wykorzystaniem druku 3D były szybkie zmiany temperatury w czasie nagrzewania przez lasery w specjalnych drukarkach. Za sprawą tych nagłych skoków dochodzi do zakłóceń w obrębie układu strukturalnego atomów. W konsekwencji spada wytrzymałość materiału, co jest oczywistym problemem.
W toku badań skoncentrowanych na znalezieniu wyjścia z sytuacji ich autorzy śledzili zachodzące zmiany w czasie rzeczywistym. Wykorzystywali w tym celu wiązki promieni rentgenowskich. Poza tym metodą prób i błędów modyfikowali skład chemiczny, dzięki czemu chcieli przeciwdziałać odnotowanym skokom. Ostatecznym celem była maksymalizacja wytrzymałości stopu.
Stal nierdzewna 17-4 PH, której wytwarzanie wykorzystuje technologię druku 3D, może być produkowana po niższych kosztach. Co więcej, taki materiał wykazuje wyższą wytrzymałość i odporność na korozję
W pewnym momencie inżynierom udało się dopiąć swego. Zaprojektowany przez nich stop stali nierdzewnej nazwany 17-4 PH wykazuje zadowalającą wytrzymałość, a przy tym odporność na korozję. Ma też szereg praktycznych zastosowań, obejmujących produkcję maszyn przemysłowych, statków, samolotów czy urządzeń medycznych. Dzięki zredukowanym kosztom i zwiększonej elastyczności produkcji zastosowania 17-4 PH powinny być jeszcze liczniejsze.
Czytaj też: Kolejna generacja wojskowych dronów nie będzie sterowana przez człowieka
Poza tym wyciągnięte wnioski mogłyby zostać przeniesione na inne materiały objęte badaniami. Wiedząc, jak można poprawiać ich właściwości, inżynierowie są teraz w stanie dopracować inne stopy, nadając im długo oczekiwane właściwości. Kluczową rolę w zgłębianiu tajemnic badanych materiałów odegrał instrumenty APS (Advanced Photon Source), dzięki któremu wysokoenergetyczna dyfrakcja rentgenowska pozwoliła na rejestrowanie obrazów co kilka milisekund. Później do akcji wkroczyło rozpraszanie promieni rentgenowskich pod małym kątem, dzięki któremu zidentyfikowano anomalie strukturalne zaburzające końcową wytrzymałość stali.