大きなガラス状態を示す金属はありますか？
回答:
効果的な押し出しスタイルの3D印刷材料には、いくつかのことが必要です。
- 硬化するのに十分な長さのノズルが置かれた場所に留まらなければなりません（または、ペーストなどの場合は、ずり減粘またはチキソトロピーの粘性プロファイルがあるため、自重で流れません）。
- フィラメント押出機を使用する場合、かなりの温度範囲で徐々に粘度が変化する幅広い粘度を持たなければなりません。これは、入ってくるフィラメントがピストンのように作用し、ノズルの上流で圧力を発生させる適切な「キャップゾーン」半溶融せん断挙動を開発するために必要です。ペレット押出機にも同様の要件がありますが、フィラメント/壁せん断ではなく、スクリュー/壁せん断に関連しています。フィラメントも粘土プリンターなどのペレットも使用しない場合、材料は容積式ポンプでポンプで汲み上げられる必要があります。（溶融金属を圧送することは可能ですが、コストは非常に高くなります。）
- 急速に流動して形状を失う状態にある必要なく、以前に堆積した固体材料と何らかの結合を形成する必要があります。
- 低収縮、プリンターの周囲温度でクリープする能力、および/または許容できない量の反りなしに連続層を積み重ねることができる低剛性の組み合わせが必要です。
液体金属は、「それを置いた場所に留まる」と「前の層との結合」との間に矛盾がある傾向があります。堆積した金属が完全に結合するためには、界面材料が融点に達する必要があるため、真の融合溶接が発生します。そして、アークのような追加の熱源なしで界面を再溶融するのに十分な熱を供給するために、堆積した溶融金属は非常に高温である必要があります。そのため、冷却中に実行される傾向があります。高密度と高熱容量により、高速でゆっくりと冷却されます。
ほとんどすべてのDIY金属3Dプリント（ワイヤフィードMIG溶接機によるものなど）は、最終的には次のようになります。
https://3dprint.com/29944/diy-metal-printing-garage/
それに比べて、ポリマーは分子鎖が長いため、「拡散溶接」し、界面を完全に再溶融することなく接着できます。溶融液体プラスチックは、固体プラスチックに非常に効果的に付着します。界面は、かなりの拡散が分子鎖を絡み合わせるのに十分に熱くなるだけでよい。これは、真の融合が発生することなく、ガラス点と融点の間で発生します。そのため、硬化するのに十分な長さの場所にとどまる温度で溶融プラスチックを印刷でき、それでも良好な接着が得られます。
また、金属は非常に硬い傾向があり、反りを助長します。印刷が進行するにつれて熱収縮応力を適切にストレス緩和するのに十分な温度の加熱環境を構築することは困難です。一方、プラスチックでは、加熱されたビルドプレートと暖かい筐体により、印刷が進行するにつれて反り応力が緩和され始めます。
固相線と液相線の間の広い範囲を持つ金属合金で作られた「FDMスタイル」の3D印刷フィラメント/ワイヤが可能です。それははんだと同様の合金を使用して行われました。ただし、反り応力、不適切な界面再溶融による不十分な層結合、および軟質低融点合金の使用の間では、結果として得られる印刷部品は、通常、単に強いプラスチックで印刷された場合よりも弱くなります。たとえば、PEEKはアルミニウムとほぼ同じ強度であり、炭素繊維またはガラス繊維複合プラスチックは、さまざまなパフォーマンスメトリックで金属を超えることができます。それで、弱くて脆い金属合金での印刷のポイントは何ですか？
長年にわたり、多くの人々がFDMスタイルの金属印刷を試してきましたが、長期的に追求する価値のある人は誰もいません。クリーンアップ加工による3D MIG溶接のようなより一般的なDIY金属印刷アプローチでは、より良い結果が得られます。
私はこれに関する専門家ではありませんが、https：//en.wikipedia.org/wiki/Amorphous_metalの記事はあなたに関連があるかもしれません。
金/シリコンやさまざまなチタンベースの合金など、特殊な合金がいくつかあります。これらは、非常に急速に冷却すると「バルク金属ガラス」になります（たとえば、回転する冷たい表面にスパッタリングする）。冷却速度は結晶の形成を防ぎます。初期のBMGは非常に強力でしたが、脆弱でした。改善により、脆性が減少し、冷却速度が必要になりました。
一番近いのは複合材料です。過去2年ほどで、消費者向け3Dプリンターの市場で複合フィラメントがますます登場しています。複合フィラメントの良い例は、Proto-Pastaで見ることができます。フィラメントは主にポリマーの「バインダー」で構成されている必要があるため、材料は明らかに両方の特性をすべて示すわけではありません。
材料科学に詳しくなりすぎることなく、ABSと鉄（または他の鉄系金属）の複合材料を検討してください。フィラメントのすべての方向に鉄が表されていない可能性があるため、フィラメントから固体回路を印刷することはできません。
それで、あなたの質問に答えるために：私は、ある種の金属/合金のガラス状態が著しく大きいことを知りません。最善の策はコンポジットですが、コンポジットが機能するかどうかはパーツの要件に依存します。次に、適切なタイプのコンポジットと最悪のサプライヤーを見つけるという別の戦いがありますlol
ブロンズフィラメントを印刷するFDMマシンの作成に時間を費やしました。一般にワイヤにされる合金は、固相線と液相線の温度差がわずか50℃でした。電気加熱された従来のホットエンドをモリブデンまたはタングステンで作ることができると判断しました。
ブロンズが50度の固液ゾーンでどのように動作するかを決定しませんでした。私は、ノズル材料の銅への溶解性についてもっと心配しました。そのため、公表されたデータはほとんど見つかりませんでした。
溶接の経験と、FDMを使用したプラスチックの印刷から、層の接着に問題がある可能性があります。本当に結合するためには、冷却された材料は、次の層に堆積される材料によって融解される必要があります。これは、冷却された材料の温度、材料の熱伝導率、および材料が酸化物を形成する傾向によって複雑になります。これらは、不活性雰囲気で対象物を加熱することで軽減できます。
したがって、質問に答えるために、青銅合金を検討することをお勧めします。青銅合金は中程度の温度で溶融し、アルミニウム合金よりも酸化されにくいためです。