Metalele amorfe sunt denumite și sticle metalice și pot fi folosite în diverse aplicații. Acestea sunt extrem de solide și, în același timp, foarte elastice. Două proprietăți realmente opuse, facilitate de calitățile unice ale sticlelor metalice. Spre deosebire de materialele cristaline, metalele amorfe nu prezintă o structură tip grilă ordonată. Acest lucru se datorează unei rate de răcire ridicate a topiturii. În acest mod se evită dispunerea uniformă a particulelor în metal. Rezultatul: un corp solid amorf, nu cristalin, în care atomii rămân într-o stare aproape dezordonată.
Additive Manufacturing cu metale amorfe
Noul super-material pentru tehnologia Additive Manufacturing
Extrem de solide, însă în același timp foarte elastice: metalele amorfe, denumite și geamuri metalice, reprezintă noul super-material folosit pentru numeroase aplicații de înaltă tehnologie în domeniul Additive Manufacturing. Proprietățile sale fascinante oferă un potențial uriaș pentru componente inovatoare în domeniul tehnicii medicale, industriei aerospațiale, roboticii, mobilității electrice sau caracteristice stilului de viață.*
Ce sunt metalele amorfe?
Ce avantaje oferă sticlele metalice?
Un nivel ridicat de duritate și rezistență, precum și o elasticitate ridicată: din această combinație unică rezultă nenumărate avantaje pentru producerea componentelor amorfe.
Comportament izotrop
Componentele amorfe dispun de aceleași proprietăți ale materialelor în toate direcțiile spațiale. Acest lucru oferă multe avantaje, de exemplu, în domeniul fabricării aditive, fiind posibilă utilizarea optimă a spațiului constructiv în raport cu poziționarea componentei.
Biocompatibilitate
Componentele amorfe realizate prin imprimare 3D sunt biocompatibile și, astfel, ideale pentru multe aplicații de tehnică medicală. Acestea permit ajustarea individuală a implanturilor amorfe la structura corpului pacientului.
Elasticitate
Metalele amorfe prezintă o limită de întindere ridicată, cu o întindere elastică de aproape 2%. Astfel, rezultă numeroase avantaje în ceea ce privește fabricarea implanturilor, a senzorilor sau a articulațiilor de flexură, prin îmbunătățirea semnificativă a amortizării.
Construcție ușoară
Grație rezistenței ridicate, componentele din metale amorfe pot fi mai subțiri, necesită mai puțin material și, prin urmare, sunt mai ușoare. Acest lucru este deosebit de important în domeniul roboticii sau tehnicii medicale, însă și în domeniul industriei aerospațiale sau mobilității electrice.
Utilizarea în medii foarte reci
Metalele amorfe sunt ductile la temperaturi joase, ceea ce înseamnă că pot fi utilizate în aplicații la temperaturi extrem de scăzute și își păstrează proprietățile. Prin urmare, această clasă de materiale este ideală pentru industria aerospațială.
Rezistență la uzură
Metalele amorfe prezintă o duritate extrem de ridicată și, prin urmare, un nivel redus de uzură, comparabil cu ceramica. Această proprietate este importantă în principal pentru componentele supuse unor solicitări mari, din domeniul construcției de scule și matrițe, precum și produselor caracteristice stilului de viață, de exemplu, ceasuri de înaltă calitate.
Metale amorfe – 3 întrebări cu privire la noul super-material
TRUMPF și Heraeus AMLOY au dezvoltat împreună un proces care funcționează cu o focalizare foarte fină și un volum de topire extrem de mic. Căldura este evacuată rapid. Astfel este atins timpul de răcire critic de 200 de grade Kelvin pe secundă: din patul de pulbere este format un implant personalizat, cu structură amorfă.
Sticlele metalice nu dispun de o structură tip grilă cristalină și se comportă complet diferit de alte metale. Acestea sunt extrem de solide și, în același timp, foarte elastice și rezistente la uzură. Astfel, implanturile din metale amorfe pot rezista la solicitările enorme din corpul uman. Acestea nu includ doar loviturile sau impacturile. Maxilarele sunt solicitate constant în timpul mușcării și mestecării; un arc costal rezistă la aproximativ opt milioane de mișcări de respirație pe an.
Aliajele amorfe dispun de un modul de elasticitate apropiat de cel al oaselor umane. Acesta este un avantaj enorm pentru procesul de vindecare și capacitatea de solicitare a locurilor slăbite de la nivelul corpului. În același timp, aliajele sunt rezistente la coroziune și certificate din punct de vedere al biocompatibilității.
Aliaje metalice amorfe – 4 proprietăți principale
Heraeus AMLOY a dezvoltat aliaje inovatoare, care sunt ideale, printre altele, pentru fabricarea de implanturi inovatoare. Astfel, sunt disponibile deja aliaje pe bază de zirconiu, precum Amloy-ZR01 și Amloy-ZR02. Cel din urmă este un material biocompatibil certificat conform ISO 10993-5 și ISO 10993-12. Un alt material important este titanul, folosit ca material pentru componente medicale, precum implanturi osoase sau stimulatoare cardiace. Cercetările actuale cu privire la utilizarea aliajelor de titan în domeniul tehnicii medicale sunt foarte promițătoare. Indiferent dacă este vorba despre titan sau zirconiu – aliajele amorfe impresionează prin diferite proprietăți și sunt deosebit de avantajoase pentru aplicații specifice.
Carte albă
În ce domenii se utilizează materialele amorfe?
Aflați mai multe
De la ceasuri utilizate în viața de zi cu zi la tehnica medicală și până la construcții ușoare: metalele amorfe oferă noi posibilități de utilizare pentru o multitudine de domenii și industrii. Un avantaj major principal rezultă din combinația dintre imprimarea 3D și sticlele metalice. Aflați mai multe despre aceasta!
În ce domenii se utilizează materialele amorfe?
De la ceasuri utilizate în viața de zi cu zi la tehnica medicală și până la construcții ușoare: metalele amorfe oferă noi posibilități de utilizare pentru multe domenii și industrii. Prin combinarea tehnologiei Additive Manufacturing și geamurilor metalice rezultă un avantaj semnificativ: prelucrarea optimă a materialului și generarea celor mai fine structuri cu suprafețe netede. Aplicațiile care necesită un nivel ridicat de coroziune și uzură pot fi implementate în mod optim.
Tehnica medicală
Metalele amorfe reprezintă soluția ideală pentru domeniul tehnicii medicale: materialul perfect pentru fabricarea de bisturie sau instrumente pentru intervenții minim invazive cu o durată lungă de viață. Metalele amorfe vor prezenta o importanță deosebită și în ceea ce privește corpul uman – în calitate de implanturi.
Produse caracteristice stilului de viață
Suprafețele de înaltă calitate ce pot fi lustruite și rezistența la zgâriere oferă produselor caracteristice stilului de viață acel „ceva” special. Acestea sunt esențiale pentru produse electronice de consum, ceasuri și bijuterii de calitate superioară.
Industrii generale
Prin metoda aditivă pot fi fabricate „în totalitate” multe componente produse industrial. Astfel, componentele nu trebuie să fie fabricate separat și apoi asamblate.
Cu aceste mașini puteți imprima componente folosind metale amorfe – chiar și în serie
Aflați mai multe
Motivul pentru care Additive Manufacturing și metalele amorfe formează o combinație ideală: citiți aici despre modul în care sistemele TruPrint de la TRUMPF și pulberea specială optimizată, cu un grad ridicat de puritate, de la Heraeus AMLOY formează o combinație perfectă.
Cu aceste mașini puteți imprima componente folosind metale amorfe – chiar și în serie
O combinație perfectă: tehnologie Additive Manufacturing și metalele amorfe. Sau mai bine zis: sistemele TruPrint de la TRUMPF și pulberea specială optimizată, cu un grad ridicat de puritate, de la Heraeus AMLOY. TruPrint 1000 și 2000 sunt ideale pentru imprimarea cu metale amorfe. Diametrul mic al fasciculului oferă o calitate superioară a suprafeței. Astfel, prelucrarea ulterioară în cazul aplicațiilor este simplificată sau nu mai este necesară. Pulberea în exces poate fi refolosită în stare „inertă” pentru următorul proces LMF, folosind gaz de protecție. Acesta protejează materialul împotriva elementelor dăunătoare, precum oxigenul, care reacționează puternic în combinație cu geamurile metalice. Cu un diametru al fasciculului de 55 µm, laserul generează o mică baie de topire. Căldura este evacuată rapid și este atinsă viteza de răcire critică de 200 Kelvin pe secundă. Astfel, metalul nu poate cristaliza. În TruPrint 2000, două lasere puternice de 300 wați iluminează în paralel spațiul de construcție. Astfel pot fi fabricate în serie și în mod rentabil componente amorfe de înaltă calitate. Grație tehnologiilor Condition Monitoring, Powder Bed Monitoring și Melt Pool Monitoring, pot fi detectate din timp erorile din cadrul procesului. Avantaje pe toate planurile.
Întrebați expertul: specialistul nostru în materiale, Christian Schauer, vă explică
Carte albă
Pentru mai multe informații despre metalele amorfe, a se vedea: www.heraeus-amloy.com
*Sursă a imaginii din antet: Heraeus AMLOY
Contact