Исследователи сообщили об успешных испытаниях технологии металлической 3D-печати, которая позволяет создавать настоящую узорчатую сталь из порошка под воздействием лазеров.
Инженеры из Института Макса Планка в Дюссельдорфе и Института лазерных технологий Фраунгофера в Аахене объединили технологии древности и современности, разработав способ печати дамасской стали на 3D-принтере.
Технология производства «пятнистой» стали уходит корнями в седую древность. Поскольку продукт, выходящий из сыродутой печи, был мало пригоден для создания практичных и долговечных изделий, еще 1300 лет назад кузнецам пришлось искать способ повысить качество стали. Одним из самых эффективных процессов стало комбинирование нескольких сортов стали с разным содержанием углерода, которые многократно складывались и прокаливались друг с другом. Таким образом удавалось не только регулировать физические характеристики стали, но также избавляться от большого количества вредных примесей и мелкого мусора. Характерные узоры — это визуальных эффект, возникающий на срезе итогового продукта и вызванный неоднородностью материала.
Вокруг способов производства «той самой, легендарной» дамасской стали сложено великое множество мифов. Современные мастера-оружейники, кузнецы и просто любители активно исследуют технологию дамаскировки. Наиболее распространенный вариант — комбинация двух разных сортов сплава, которую исследователи решили осовременить путем использования 3D-принтеров и лазеров.
Правда, вместо нескольких сортов стали в качестве теста инженеры решили использовать всего один — порошковый сплав железа, никеля и титана. Пока принтер слой за слоем наносит его по шаблонному паттерну, лазер расплавляет мельчайшие частички порошка друг с другом. Так формируется желаемая форма, однородная и весьма устойчивая.
В отличие от базовой металлической 3D-печати, в данном случае лазер используется для изменения кристаллической структуры металла. В результате образуется череда слоев твердой, но хрупкой и мягкой, но пластичной стали — все по канонам традиционной методики. «При определенных условиях нагрева образуются мелкие никель-титановые микроструктуры. Эти так называемые «осадки» затвердевают в единый материал. Под воздействием механических напряжений внутри этого материала они препятствуют движению дислокаций внутри кристаллической решетки, что характерно для пластической деформации», поясняет Филипп Кернштайнер, один из авторов проекта.
