阿斯顿大学探索新的数学模型来改进轻金属3D打印

2024年1月11日，南极熊获悉，阿斯顿大学设立了一个新项目，专注于开发改进液态金属铸造的数学模型。该方法将用于帮助防止轻质铝合金在首次暴露于空气时很快腐蚀或氧化。据报道，更好地了解这一点可以改善与轻金属 3D 打印相关的新兴工艺。这项研究是与法国格勒诺布尔的一个项目合作伙伴一起进行的。

在交通运输领域，钢铁逐渐被轻金属合金取代。虽然它们不会像钢一样生锈，但当第一次暴露于外部环境条件时，它们会很快氧化，从而影响其质量和使用寿命。

阿斯顿大学应用数学高级讲师 Paul Griffiths 博士将开展一个为期 12 个月的项目，重点研究影响铸造过程的合金上形成的薄氧化膜。他因“开发精确的非牛顿表面流变模型”的研究而获得了工程与物理科学研究委员会 (EPSRC) 颁发的 80,000 英镑的资助。

格里菲思博士在大学工程与物理科学学院工作，他说：“这项研究的目的是开发一个数学模型，准确地捕获液态金属流和上面的氧化层之间的双向耦合，后者表现为非牛顿液体/气体界面。该项目的目标是描述表面特征（速度和剪切剖面）以及表面曲率的重要影响。针对熔融金属流的氧化表面建立更合适的机械模型的好处是可以更好地理解影响合金的封装过程。”

在2023年年底，南丹麦大学(SDU) 的一个团队开始开发和使用铝增材制造，这表明资源有限的学术界和研究机构以及中小型企业越来越容易应用3D打印技术。SDU大学的研究团队使用 Xact Metal 的经济型金属 3D 打印机和 Equispheres Inc. 的铝粉。由于其高反应性，铝是一种众所周知的难以打印（且危险）的金属，当 Equispheres 于 2022 年发布非爆炸、不燃粉末时，SDU 团队才对继续其项目充满信心。