4D-печать

В швейцарском НИИ материаловедения (Empa) создан удивительный образец - крошечный металлический брусок (4x4 мм в основании), в котором магнитные области в шахматном порядке чередуются с немагнитными.

Необычное изделие напечатано на 3D-принтере методом лазерного спекания из однородного порошка. Отсюда следует, что лазерная 3D-печать пригодна не только для создания необычных форм, но и для придания им разных свойств.

Порошковое сырьё в эксперименте представляло собой крупинки нержавеющего стального сплава P2000, разработанного в лаборатории около двадцати лет назад для применения в медицине. Этот сплав интересен тем, что в нём совсем нет никеля, но присутствует азот (массовая доля приблизительно 1%).

Скорость движения лазерного луча и его мощность при печати подстраивались так, чтобы на разных участках получалась разная температура плавления. Там, где было горячее, растворённый в металле азот успевал испариться, отчего состав материала изменялся. И этого изменения было достаточно для того, чтобы немагнитный аустенит превратился в магнитный феррит.

Учёные лаборатории отмечают, что температура в пучке лазера может достигать высоких значений, скажем 2500 °C, значит, из исходного материала можно выпарить легкоплавкие компоненты (магний, алюминий, цинк и другие), получив локальные изменения состава сплава.

Один из вариантов применения технологии - печать статоров и роторов электрических машин, оптимизированных по магнитным свойствам.