日本東北大學(xué)的一項(xiàng)最新科研成果在汽車(chē)制造業(yè)中掀起了波瀾。該校的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)激光3D打印技術(shù)，打造出了一種既輕便又堅(jiān)韌的鋼鋁合金汽車(chē)部件，這一創(chuàng)新為汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)了新的曙光。
金屬3D打印技術(shù)，以其高精度和高度可定制化的特點(diǎn)，正逐步改變著傳統(tǒng)制造業(yè)的面貌。通過(guò)逐層構(gòu)建的方式，利用熱量將金屬粉末粘合成形，不僅提升了制造精度，還顯著減少了材料浪費(fèi)。尤為3D打印技術(shù)能夠輕松實(shí)現(xiàn)“多材料結(jié)構(gòu)”的制造，這在汽車(chē)輕量化領(lǐng)域具有不可估量的潛力。
然而，多材料結(jié)構(gòu)也面臨著挑戰(zhàn)，尤其是在將鋼和鋁等不同金屬結(jié)合時(shí)，界面處容易生成脆性的金屬間化合物，如Al?Fe?和Al??Fe?，這些化合物會(huì)嚴(yán)重影響部件的整體強(qiáng)度。為了解決這一難題，東北大學(xué)材料研究所與新產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造孵化中心的研究團(tuán)隊(duì)攜手合作，利用激光粉末床熔融（L-PBF）技術(shù)，通過(guò)提高激光掃描速度，成功實(shí)現(xiàn)了非平衡凝固過(guò)程。
高速激光掃描有效減少了溶質(zhì)分配，從而顯著增強(qiáng)了鋼鋁合金界面的結(jié)合強(qiáng)度。這一技術(shù)突破使得研究團(tuán)隊(duì)能夠制造出既具備輕量化優(yōu)勢(shì)，又擁有高強(qiáng)度的鋼鋁合金部件。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出全球首個(gè)全尺寸3D打印汽車(chē)多材料懸掛塔原型，充分驗(yàn)證了這一技術(shù)的可行性和實(shí)用性。
這一創(chuàng)新成果不僅展示了3D打印技術(shù)在汽車(chē)制造領(lǐng)域的巨大潛力，也為解決金屬間化合物問(wèn)題提供了新的思路。研究團(tuán)隊(duì)表示，他們計(jì)劃將此技術(shù)應(yīng)用于更多金屬組合，以解決類(lèi)似的結(jié)合難題，并拓展其在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。
這項(xiàng)研究不僅是對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)制造工藝的一次革新，更是對(duì)未來(lái)汽車(chē)輕量化、高強(qiáng)度化趨勢(shì)的一次有力推動(dòng)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，相信3D打印技術(shù)在汽車(chē)制造領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛，為汽車(chē)行業(yè)帶來(lái)更多創(chuàng)新和突破。
這一成果也體現(xiàn)了日本東北大學(xué)在材料科學(xué)和3D打印技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。該校一直致力于推動(dòng)科研創(chuàng)新和技術(shù)轉(zhuǎn)化，為全球科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
該研究成果已于2024年11月19日在《增材制造》雜志上發(fā)表，受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注和贊譽(yù)。這一成果不僅為汽車(chē)制造業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，也為其他行業(yè)的科技創(chuàng)新提供了有益的借鑒和啟示。
