Amorfné kovy, nazývané aj ako kovové sklá, sa stávajú veľmi výnimočnými všestrannými talentmi. Pretože aj keď majú extrémnu pevnosť, sú zároveň vysoko elastické. Sú to dve protichodné vlastnosti, vďaka ktorým sú vlastnosti kovových skiel také jedinečné. Na rozdiel od kryštalických materiálov nemajú amorfné kovy usporiadanú mriežkovú štruktúru. Tá vzniká pri vysokej rýchlosti ochladzovania taveniny. Týmto spôsobom sa zabraňuje rovnomernému usporiadaniu častíc v kove. Výsledok: amorfná, teda nekryštalická tuhá látka, v ktorej ostávajú atómy v takmer neusporiadanom stave.
3D tlač amorfných kovov
Nový super materiál v aditívnom spôsobe výroby
Extrémne pevné, no zároveň veľmi elastické: Amorfné kovy, nazývané aj kovové sklá, sú TÝM novým super materiálom pre 3D tlač množstva špičkových aplikácií. Jeho zaujímavé vlastnosti poskytujú obrovský potenciál pre inovatívne obrobky v oblasti medicínskej techniky, letectva a kozmonautiky, robotiky, elektromobilov alebo v oblasti tvorby životného štýlu.
Čo sú to amorfné kovy?
Aké výhody majú kovové sklá?
Vysoká tvrdosť a pevnosť, súčasne pri vysokej elasticite: Táto jedinečná kombinácia prináša nespočetné výhody pri výrobe amorfných obrobkov.
Izotropné reakcie
Amorfné komponenty majú vo všetkých smeroch v priestore rovnaké materiálové vlastnosti. Vďaka tomu má materiál mnoho výhod, napríklad pri aditívnom spôsobe výroby, pretože je možné optimálne využiť obstavaný priestor vďaka možnosti ľubovoľnej polohy obrobku v ňom.
Biokompatibilita
Amorfné obrobky vytlačené 3D tlačou sú biokompatibilné a preto predurčené pre mnohé medicínske aplikácie. Vďaka tomu je možné individuálne upraviť amorfné implantáty podľa stavby tela pacienta.
Elasticita
Amorfné kovy vykazujú vysokú medzu klzu, v kombinácii s pružným predlžením takmer 2%. Vďaka tomu má materiál mnoho výhod pri výrobe implantátov, snímačov alebo pevných kĺbov, pretože pruženie je výrazne lepšie.
Odľahčená konštrukcia
Vďaka vysokej pevnosti môžu byť obrobky z amorfných kovov konštruované tenšie, s úsporou materiálu a teda ľahšie. Mimoriadne dôležité to je v oblasti robotiky alebo medicínskej techniky, no aj v letectve a kozmonautike ako aj pri výrobe elektromobilov.
Využitie vo veľmi chladnom prostredí
Amorfné kovy sú tvárne pri nízkych teplotách, t.j. môžu sa vynikajúco používať v aplikáciách pri extrémne nízkych teplotách, pričom si zachovajú svoje vlastnosti. Preto je táto trieda materiálov predurčená pre odvevie letectva a kozmonautiky.
Odolnosť proti opotrebovaniu
Amorfné kovy majú veľmi vysokú tvrdosť a s tým súvisiace minimálne opotrebovanie trením, ktoré je porovnateľné s keramikou. Táto vlastnosť je veľmi dôležitá najmä pri vysoko namáhaných komponentoch pri výrobe nástrojov a foriem ako aj pri produktoch životného štýlu akými sú vysoko kvalitné hodinky.
Amorfné kovy – 3 otázky k novému super materiálu
Firmy TRUMPF a Heraeus AMLOY spoločne vyvinuli postup, ktorý pracuje s veľmi jemným ohniskom a extrémne malým objemom taveniny. Teplo je odvádzané rýchlo. Dosiahne sa tak kritická doba chladnutia 200 Kelvinov za sekundu: Z práškového lôžka rastie individuálne prispôsobený a amorfný stuhnutý implantát.
Keďže kovové sklá nemajú Da metallische Gläser über keine Kristallgitter verfügen, verhalten sie sich völlig anders als andere Metalle. Sú súčasne extrémne pevné, veľmi elastické a vysoko odolné opotrebovaniu. Aj vďaka tomu môžu implantáty z amorfných kovov vynikajúco odolávať enormnému zaťaženiu v ľudskom tele. K tomu patria nie len údery alebo nárazy. Čeľustná kosť je pravidelne trvalo namáhaná pri hryzení a žuvaní; rebrový oblúk musí pri dýchaní vydržať okolo osem miliónov pohybov ročne.
Amorfné zliatiny majú takmer rovnaký modul pružnosti ako ľudské kosti. Je to obrovskou výhodou pri procese hojenia a pri zaťažení predtým oslabených miest v tele. Zliatiny sú zároveň odolné proti korózii a biokompatibilne certifikované.
Amorfné zliatiny kovov – zamerané na 4 vlastnosti
Vo firme Heraeus AMLOY vyvinuli inovatívne zliatiny, ktoré sú mimoriadne vhodné okrem iného na výrobu inovatívnych implantátov. K dispozícii sú už zliatiny na báze zirkónia, ako Amloy-ZR01 a Amloy-ZR02. Tá je už certifikovaným biokompatibilným materiálom podľa ISO 10993-5 a ISO 10993-12. Okrem toho je titán považovaný za materiál pre medicínske komponenty akými sú kostné implantáty alebo kardiostimulátory. Aktuálne výskumy titánových zliatín pre použitie v medicínskej technike sú veľmi sľubné. Či už titán alebo zirkón – amorfné zliatiny zaujmú svojimi odlišnými vlastnosťami a preto sú mimoriadne výhodné pre konkrétne špecifické aplikácie.
Aké amorfné aplikácie poznáme?
Pozrite si viac
Od hodiniek pre životný štýl cez medicínsku techniku až po odľahčené konštrukcie: Amorfné kovy otvárajú nové možnosti aplikácií pre množstvo odvetví a priemysel. Najväčšia výhoda ochádza z kombinácie 3D tlače a kovových skiel. Zistite viac!
Aké amorfné aplikácie poznáme?
Od hodiniek pre životný štýl cez medicínsku techniku až po odľahčené konštrukcie: Amorfné kovy otvárajú nové možnosti aplikácií pre mnohé odvetvia a priemysel. Pretože vďaka kombinácii 3D tlače s kovovým sklom je možné predovšetkým jednu vec: Optimálne spracovanie materiálu a pritom vytváranie najdetailnejších štruktúr s hladkým povrchom. Ideálne je tak možné realizovať aplikácie, ktoré si vyžadujú veľmi vysokú odolnosť proti korózii a opotrebovaniu.
Medicínska technika
Vďaka amorfným kovom dostáva medicínska technika presne to, čo hľadá: perfektné materiály na výrobu trvácnych skalpelov alebo minimálne invazívnych nástrojov. No aj v ľudskom tele budú zohrávať v budúcnosti amorfné kovy dôležitú úlohu – ako implantáty.
Produkty životného štýlu
Vysoko kvalitné povrchy, ktoré je možné leštiť, odolné proti poškriabaniu, dávajú produktom životného štýlu to svoje "niečo". Sú preto neodmysliteľné pri výrobe vysoko kvalitnej zábavnej elektroniky, hodiniek a šperkov.
General Industries
Metódou 3D tlače je možné vyrábať množstvo priemyselne vyrábaných komponentov „ako celok“. Komponenty tak nie je nutné vyrábať po častiach a následne ich montovať dokopy.
Pomocou týchto strojov budete tlačiť amorfne – dokonca aj sériovo
Pozrite si viac
Prečo tvorí 3D tlač s amorfnými kovmi skutočný ideálny tím: Prečítajte si, ako perfektne spolupracujú systémy TruPrint firmy TRUMPF so špeciálne optimalizovanými, vysoko čistými práškami firmy Heraeus AMLOY.
Pomocou týchto strojov budete tlačiť amorfne – dokonca aj sériovo
Skutočný ideálny tím - 3D tlač a amorfné kovy. Alebo inak povedané: systém TruPrint firmy TRUMPF a špeciálne optimalizovaný, vysoko čistý prášok firmy Heraeus AMLOY. Pretože zariadenia TruPrint 1000 a 2000 sú mimoriadne vhodné na tlač amorfných kovov. Malé priemery lúča umožňujú dosiahnuť najvyššiu kvalitu povrchu. Vďaka tomu sa zjednoduší, prípadne vôbec nie je potrebná následná úprava povrchu. Prebytočný prášok je možné "inertne", teda v ochrannej atmosfére, upraviť pre ďalší proces 3D tlače. Chráni to materiál pred škodlivými vplyvmi ako je kyslík, ktorý rýchlo reaguje s kovovými sklami. S priemerom lúča 55 µm vytvára laser malú taveninu. Teplo je odvádzané rýchlo a dodrží sa kritická rýchlosť ochladzovania 200 Kelvinov za sekundu. Kov tak nemôže kryštalizovať. V zariadení TruPrint 2000 osvitujú celý pracovný priestor dokonca dva lasery výkonu 300 W. Takto je možné vysoko kvalitne a produktívne sériovo vyrábať amorfné komponenty. Vďaka monitorovaniu stavu, práškového lôžka a taveniny (Condition Monitoring, Powder Bed Monitoring, Melt Pool Monitoring) je okrem toho možné včas identifikovať vznik chyby v procese. Podarilo sa to.
Opýtajte sa odborníka: Náš špecialista na materiály Christian Schauer vysvetľuje
Ďalšie informácie o amorfných kovoch nájdete na stránke: www.heraeus-amloy.com
*Zdroj obrázka v hlavičke: Heraeus AMLOY
Kontakt