В исследовании использован 3D-принтер, работающий по методу лазерной наплавки. Фото предоставлено PR-службой Сколтеха. Магнитные свойства металлического стержня непрерывно меняются с парамагнитных на ферромагнитные и обратно из-за изменения относительного содержания компонентов сплава — нержавеющей стали 316L и алюминиевой бронзы Cu-12Al-2Fe. Рисунок (с изменениями) из статьи: Dubinin O. N., Chernodubov D. A. et al. Gradient soft magnetic materials produced by additive manufacturing from non-magnetic powders. Journal of Materials Processing Technology. V. 300, February 2022 (in progress). Кристаллическая решётка — воображаемая пространственная сетка, в узлах которой расположены атомы. Слева — кубическая объёмноцентрированная решётка. В элементарной ячейке такой решётки атомы расположены в вершинах и центре куба. Подобную решётку имеет ферритная сталь, обладающая магнитными свойствами. Справа — кубическая гранецентрированная решётка. В ячейке такой решётки атомы находятся в вершинах куба и на пересечении диагоналей каждой плоскости. Этот тип решётки характерен для аустенитной стали, не обладающей магнитными свойствами. Но после холодной деформации (механической обработки) у изделий из такой стали могут появляться магнитные свойства за счёт того, что часть аустенита превращается в феррит. ‹ › Открыть в полном размере
В качестве исходных компонентов для 3D-печати сплава с градиентными магнитными свойствами взяли немагнитные сплавы — алюминиевую бронзу Cu-12Al-2Fe и аустенитную* нержавеющую сталь 316L (аналог отечественной стали 08Х17Н13М2, содержащей 16—18% хрома, 10—14% никеля, 2—3% молибдена). Оба материала — парамагнетики, то есть в отсутствии сильного магнитного поля они не притягиваются магнитом. Однако при их смешении образуется так называемый мягкомагнитный ферромагнетик. У получаемого сплава наблюдались ферромагнитные свойства разной степени в зависимости от соотношения исходных компонентов. Материал Стальной Решётки
Статья с описанием результатов исследования опубликована в «The Journal of Materials Processing Technology».
Прессованная Ступенька Лазерная наплавка — метод нанесения материала при помощи лазерного луча. Международное обозначение — Laser Metal Deposition (лазерное осаждение металлов), сокращённо LMD. Также это Direct Metal Deposition (DMD, прямое осаждение металлов) или Direct Energy Deposition (DED, плавка лазером). Процесс простой: лазер создаёт на поверхности детали плавильную ванну. Через сопло автоматически подаётся металлический порошок. Возникают сваренные друг с другом валики, структуры на имеющихся основных корпусах или даже целые детали. В процессе можно задействовать несколько резервуаров для порошка и с их помощью составлять собственные сплавы. Сочетание различных материалов позволяет создавать многослойные структуры. Процесс отличается высоким качеством, точностью и скоростью выполнения.