據DesignNews網站11月3日報道，美國國家標準與技術研究所（NIST）、威斯康星大學麥迪遜分校和阿貢國家實驗室的研究人員為目前存在的最堅固的不銹鋼之一 ,17-4沉淀硬化（PH）不銹鋼創新了一種3D打印方法，其打印出的不銹鋼與傳統方法制造的不銹鋼性能相同。該不銹鋼是一種堅固、耐腐蝕的合金，用于建造貨船、客機和核電站。這一創新標志著17- 4 PH鋼可進行連續3D打印并保留原有特性。

雖然使用3D打印技術制造塑料部件在各行各業已經變得越來越普遍，但以粉末為基礎材料的金屬增材制造（AD）則更加復雜，其中一個原因是打印過程中的溫度變化非?？?，粉末在短時間內會經歷快速波動。金屬的增材制造本質上是用激光等高能源將數百萬微小的粉末狀顆粒焊接成一塊，將它們熔化成液體，然后冷卻成固體。但由于冷卻速度很高，產生極端的非平衡狀態，快速加熱和冷卻的過程會導致鋼中原子的晶體結構發生快速變化，從而無法確定材料在原子水平上發生了什么，因此無法制造出精確的晶體結構，無法確定打印材料的最佳狀態。

為了解決這些問題，研究人員使用同步x射線衍射（XRD）來研究快速溫度變化期間的晶體結構，這樣他們就可以在打印過程中確定馬氏體的內部結構。研究人員利用阿貢的高級光子源（APS），在打印過程中將高能x射線射入鋼鐵樣品中。通過這種方式，研究人員可以繪制出一幅打印過程中鋼的晶體結構變化圖。

雖然鐵是17- 4 PH鋼的主要成分，但其具體成分包括多達12種不同的化學元素。通過對鋼在3D打印過程中的結構變化的更清晰的了解，研究人員可以對這種鋼的組成進行微調，從而控制3D打印效果。這種方法也可以應用于其他材料，使用XRD優化用于3D打印的其他合金，并為建立和測試計算機模型提供有用的信息，可以預測打印零件的最終質量。

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