3d-skrivare bygger glasartat superstål

2012-12-10 08:00 Erik Mellgren  
En bit metall med sama struktur som glas.

Ett svenskt bolag har utvecklat en teknik för 3d-utskrifter där metaller som stål får samma struktur som glas.Utskrivna ståldetaljer blir superhållfasta och kan till exempel förlänga livslängden på hjärt­klaffar.

Med en 3d-skrivare från Göteborgsföretaget Arcam har forskare vid det svenska utvecklingsbolaget Exmet och Mittuniversitetet i Östersund lyckats tillverka amorf metall.

Att metallegeringar kan ges en glasliknande, ickekristallin struktur, är känt sedan länge. Kruxet är att den smälta metallen måste kylas extremt snabbt, så att kärnan i materialet inte hinner kristallisera.

Arcammaskinen tillverkar komponenter genom att en elektronstråle smälter samman metallpulver i lager efter lager.

– Problemet var tidigare att man inte kunde gjuta tjocka eller komplicerade geometrier. Men med den här maskinen kan vi göra stora detaljer, eftersom det bara smälts lite material åt gången, säger Mattias Unosson, vd för Exmet.

Företaget bildades för tre år sedan kring ett patent på att använda 3d-teknik för att få fram amorf metall. Första provbiten av järnbaserad amorf metall ser tämligen oansenlig ut, en glänsande stålplatta i storlek som en bit After Eight-choklad. Men egenskaperna är desto mer intressanta.

Materialet kan nå mer än dubbelt så hög sträckgräns än dagens mest höghållfasta stål. Samtidigt är det mer elastiskt och kan lagra tio gånger mer energi. Det innebär att en spiralfjäder kan göras 90 procent lättare och ändå ta upp lika mycket belastning.

Mikael Bäckström, forskare vid Mittuniversitetet, tror att medicinska implantat kan bli en tidig tillämpning:

– Det finns områden där implantaten i dag inte har tillräcklig livslängd, till exempel i konstgjorda hjärtklaffar. Ett annat område är ledimplantat, där vill man ha så små implantat som möjligt.

Det här är amorf metall

Metaller i fast form har normalt en kristallstruktur. Atomerna ligger i regelbundna rader, med tydliga gränser mellan kristallkornen. Amorfa metaller har liksom glas en helt oordnad struktur. Den skapas genom att en smält metallegering kyls av så snabbt att den oordnade strukturen, smältan, ”fryses”. Då hinner inte metallatomerna ordna in sig i en kristallstruktur. Den amorfa strukturen gör metallen hårdare och ger även lägre ledningsförmåga för elektricitet och värme.

Erik Mellgren

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkla: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

Här är reglerna för kommentarerna på NyTeknik

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Senaste inom

Sponsrat innehåll

ANNONS

Debatt