液态金属将加速助剂制造业的发展

材料牛注：研究者们发现根据不同金属的化学和电化学性能，可溶解的金属材料可用作金属助剂制品的支撑材料，从而简化了后期处理。

移除3D打印的支撑结构和附加的产品零件，一直以来都是一项挑战，以至于更可行的是最好设计一些不需要支撑的小零件。但是当一个设计方案必须有一个需要支撑的悬垂物或需要支撑护以减少热诱导扭曲时，这时候后加工就必不可少了。

目前，新的研究表明，金属助剂设计仍然包括可以不用没有后期繁琐加工来制作的支撑结构。来自亚利桑那州立大学（Arizona State University）的研究指出，可溶解的金属材料或可用作金属助剂制品的支撑材料。其好处是简化了后期处理。亚利桑那州立大学的Owen Hildreth、宾夕法尼亚州立大学（Pennsylvania State University）的Abdalla Nassar和Timothy Simpson，以及海军水面作战中心（Naval Surface Warfare Center）的Kevin Chasse关于这项技术共同写了一篇文章，首次发表在3D Printing and Additive Manufacturing上。

研究者们发现根据不同金属的化学和电化学性能，可以研发出更易去除的金属支撑物。

他们研究文章中的一个例子是一个90度悬垂的不锈钢桥接。金属牺牲支撑是美科（Metco）91的碳素钢。在重量分数41%的硝酸中进行电化学刻蚀，同时用含有氧气的溶液用于溶解支撑物。

不锈钢能禁得住硝酸的腐蚀，但仍会有少量被刻蚀掉。反之，尽管速度非常缓慢，但碳素钢能溶解在硝酸中，尽管速度非常缓慢。在最初的试验中，研究者们注意到移除1.4毫米的碳需要花费十个小时。这就是因此他们通过含有氧气气泡的溶液加速该过程的原因。借助这种方法，他们可以在六小时内移除7毫米的碳。

他们的研究指出其他金属可能也会有类似的效果，但是其材料需满足以下标准。

被溶解的材料必须同零件的主体材料相容。因此，被溶解的材料具有相似的晶体结构、热性能和相似的热膨胀系数。但是用于牺牲的被溶解的材料不应与零部件材料太过相似，以避免生成不必要的金属置换固溶体互化物。同时该材料要有足够的强度硬来以至于可以作为控制助剂辅助构建和零部件，但不能强度过强到难以去除。

可溶解的金属在金属助剂制造业是一项令人激动的进展研发。其他研究表明后处理工作既耗时又费钱，而且常常不包含在同助剂设备工作的总的决策设计流程之内。但是助剂行业处于一个不断变化的阶段。其他加速后处理的方法只是崭露头角。

原文链接：Liquid metals show promise in speeding additive manufacturing

文献链接：Dissolvable Metal Supports for 3D Direct Metal Printing

本文由编辑部龙骑士供稿，朱星烨翻译，时冰遥审核，点我加入材料人编辑部

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