Аморфните метали се наричат също така и метално стъкло и притежават изключително многостранни качества. Въпреки че са с много висока твърдост, те са същевременно и високоеластични. Всъщност две противоположни свойства, които са възможни поради уникалното устройство на металните стъкла. За разлика от кристалните материали, аморфните метали нямат изградена структура на решетка. Това е в резултат на много бързото охлаждане на стопения материал. По този начин частиците в метала не могат да се подредят равномерно. Резултатът: аморфно твърдо тяло без кристална решетка, в което атомите остават без определен порядък.
Аморфни метали Additive Manufacturing
Новият суперматериал в Additive Manufacturing
Изключително твърди, но същевременно много еластични: аморфните метали, наричани и метално стъкло, са новият суперматериал при Additive Manufacturing на множество високотехнологични приложения. Изключителните им качества крият огромен потенциал за иновативни детайли в областта на медицинската техника, въздухоплаването и космонавтиката, роботиката и електрическата мобилност, както и в сферата, занимаваща се с начина на живот.*
Какво представляват аморфните метали?
Какви предимства има металното стъкло?
Висока твърдост и здравина при същевременно висока еластичност: от тази уникална комбинация се получават множество предимства при производството на аморфни детайли.
Изотропно поведение
Аморфните детайли разполагат с еднакви свойства във всички пространствени посоки. Това осигурява множество предимства, като например при Additive Manufacturing, тъй като производствената камера може да бъде използвана оптимално в комбинация с центрирането на детайла.
Биологична съвместимост
3D принтираните аморфни детайли са биологично съвместими и поради това са много подходящи за различни приложения в медицинската техника. Така например аморфните импланти се приспособяват индивидуално към структурата на тялото на пациента.
Еластичност
Аморфните метали се отличават с висока граница на изтегляне, свързана с еластично удължение от почти 2%. Резултатът от това са различни предимства при производството на импланти, сензори или стави на твърди тела, тъй като еластичността се подобрява значително.
Олекотена конструкция
Чрез високата си твърдост детайлите от аморфни метали могат да бъдат произвеждани по-тънки, с по-малко материал, а оттам – и по-леки. Това е особено важно в сферата на роботиката и медицинската техника, но също така при въздухоплаването и космонавтиката, както и при електрическата мобилност.
Приложение в много студена околна среда
Аморфните метали са еластични при ниска температура, което означава, че имат отлично приложение при екстремно ниски температури и запазват свойствата си. Това предопределя използването на този клас материали в сектора на въздухоплаването и космонавтиката.
Устойчивост на износване
Аморфните метали се отличават с много висока твърдост и поради това с ниска степен на изтъркване, сравнима с керамиката. Това свойства е от важно значение преди всичко за силно натоварени компоненти в производството на инструменти и форми, както и при лайфстайл продукти, като висококачествени часовници.
Аморфни метали – 3 въпроса за новия суперматериал
TRUMPF и Heraeus AMLOY разработиха съвместно метод, който функционира с много фин фокус и изключително малък обем на топене. Топлината се отвежда бързо. По този начин се постига критично време за охлаждане от 200 келвина в секунда: от флюсовата възглавница се изгражда индивидуално оформен и аморфно втвърден имплант.
Тъй като металното стъкло няма кристална решетка, то има свойства, напълно различни от останалите метали. То е едновременно изключително твърдо, високоеластично и много износоустойчиво. Благодарение на това имплантите от аморфни метали могат да издържат отлично на огромните натоварвания в човешкото тяло. Към тях спадат не само удари или сблъсъци. Костите на челюстта се натоварват редовно при захапване и дъвчене; едно ребро издържа годишно на осем милиона дихателни движения.
Аморфните сплави се отличават с модул на еластичност, близък до човешките кости. Това е огромно предимство за процеса на заздравяване и допустимото натоварване на преди това слабото място в човешкото тяло. Същевременно сплавите са устойчиви срещу корозия и сертифицирани като биосъвместими.
Аморфни метални сплави – 4 свойства в центъра на вниманието
Heraeus AMLOY разработи иновативни сплави, които между другото са изключително подходящи за производство на иновативни импланти. На разположение са сплави на базата на цирконий, като Amloy-ZR01 и Amloy-ZR02. Последната вече е сертифициран по ISO 10993-5 и ISO 10993-12 биосъвместим материал. Освен това титанът се използва като материал за медицински компоненти, като костни импланти или пейсмейкъри. Актуалните проучвания на медицинското приложение на титановите сплави са многообещаващи. Дали титан, или цирконий – аморфните сплави впечатляват с разнообразните си качества и поради това се предпочитат за съответните специални приложения.
Бяла книга (Whitepaper)
Какви приложения имат аморфните метали?
Научете повече
От лайфстайл часовник през медицинска техника до олекотени конструкции – аморфните метали разкриват възможности за приложения в множество сектори и промишлени отрасли. Голямо предимство предлага комбинацията от 3D принтиране и метално стъкло. Научете повече!
Какви приложения имат аморфните метали?
От лайфстайл часовник през медицинска техника до олекотени конструкции – аморфните метали разкриват нови възможности за приложения в множество сектори и промишлени отрасли. Тъй като чрез комбинацията от Additive Manufacturing и метално стъкло се постига най-вече едно: оптимална обработка на материали и създаване на най-фини структури с гладка повърхност. Приложение, при което се изисква висока устойчивост на корозия и износване, могат да бъдат осъществявани идеално.
Медицинска техника
Аморфните метали предлагат на медицинската технология точно това, от което се нуждае: идеалните материали за производство на дълготрайни скалпели или минимално инвазивни инструменти. В бъдеще аморфните метали ще имат и важна роля за човешкото тяло – като импланти.
Лайфстайл продукти
Висококачествените повърхности с възможност за полиране и устойчивост на надраскване придават специален отпечатък на лайфстайл продуктите. Поради това са от основно значение за висококачествената електроника за комуникации, както и за часовници и бижута.
Обща промишленост
Чрез адитивния метод е възможно превръщането на различни промишлено произведени детайли в едно цяло. По този начин не се налага отделните компоненти да бъдат произвеждани отделно и след това сглобявани един с друг.
С тези машини принтирате аморфно – дори и серийно
Научете повече
Защо Additive Manufacturing и аморфните метали работят като истински звезден отбор: Прочетете тук как системите TruPrint на TRUMPF и специално оптимизираните прахове с висока честота на Heraeus AMLOY са перфектната комбинация.
С тези машини принтирате аморфно – дори и серийно
Истински звезден отбор: Additive Manufacturing и аморфни метали. Или казано по друг начин: системите TruPrint на TRUMPF и специално оптимизираните прахове с висока честота на Heraeus AMLOY. Тъй като TruPrint 1000 и 2000 са особено подходящи за принтиране на аморфни метали. Малкият диаметър на лъча осигурява високо качество на повърхността. По този начин допълнителната обработка на приложенията се облекчава или съответно въобще отпада. Излишният прах може да бъде „инертно“ подготвен за нов процес, също със защитен газ. Това предпазва материала от вредни въздействия, като например от кислород, който реагира бързо с металното стъкло. С диаметър на лъча от 55 µm лазерът образува малка вана за стопилка. Топлината се отвежда бързо и се запазва критичната скорост на охлаждане от 200 келвина в секунда. По този начин металът не може да образува кристална решетка. При TruPrint 2000 два силни лазера с мощност от 300 вата дори облъчват едновременно целия строителен обем. Това позволява да се постигне висококачествено и продуктивно серийно производство на аморфни детайли. Благодарение на Condition Monitoring, Powder Bed Monitoring и Melt Pool Monitoring при това е възможно ранното разпознаване на грешки в процеса. Напълно завършен процес.
Попитайте експертите: Нашият специалист по материалите Кристиан Шауер обяснява
Бяла книга (Whitepaper): Научете сега всички подробности за производството на аморфни детайли
Как адитивната технология прави възможна обработката на аморфни метали? Какви аморфни сплави и индикатори за материали има? Тези и още много други въпроси, подкрепени с технически характеристики, ще намерите в общото издание Whitepaper на TRUMPH и Heraeus AMLOY.
Бяла книга (Whitepaper): Корпус за слушалки от аморфна сплав за вечността
Heraeus AMLOY и Sennheiser показват какво е общото между Additive Manufacturing, висококачествената аудио техника и новия клас материали на аморфните сплави. Съвместният път, от първите мостри, през стандартите за качество и повторенията във връзка с валидирането, до последните достижения на финалния производствен процес в адитивното серийно производство на аморфния метален корпус IE 600.
Допълнителна информация за аморфните метали ще намерите на: www.heraeus-amloy.com
*Източник на заглавната снимка: Heraeus AMLOY
Контакт