A San Antoniói Texasi Egyetem (UTSA) és a Délnyugati Kutatóintézet (SWRI) közös projektben vizsgálja a „hidrogénridegedés” additív gyártással készült fémszerkezetekre kifejtett hatását.
A tömör és sima fémbevonatok előállításakor keletkező hidrogén beépül az alapfémbe, illetve a bevonatba, és egy idő után például olaj- és gázvezetékeknél törést okozhat. (Egy példa: 2014-ben Kazahsztán legnagyobb olajmezőjét két évre be kellett zárni vezetékek törése miatt.)
A 3D nyomtatás sok más területhez hasonlóan, az olaj- és gázszektorban is terjed.
A kutatók az iparágban tipikusan használt, mechanikus tulajdonságai és a korróziónak való ellenállása miatt nagyon kritikus feltételek mellett is alkalmazott nikkel-718 ötvözetre összpontosítva vizsgálták, hogyan teremtődnek meg a ridegedés feltételei 3D nyomtatással történő anyagfeldolgozáskor, az ötvözet printelése során.
A jelenséget molekuláris szinten tanulmányozzák, mivel a vezetékeknél csak akkor áll elő, ha anyagaik atomos hidrogént nyelnek el. Megfigyelik, hogy az atomok miként alakítanak át nagy nyomás és magas hőmérséklet mellett fémszerkezeteket.
A jövő fémalapú additív gyártását (AM) a kutatók úgy szeretnék megváltoztatni, hogy kevésbé vagy egyáltalán ne legyen kitéve a káros folyamatnak. Ha a jelenséget jobban megértik, az AM-et és az utómunkálatokat is hatékonyabban tudják optimalizálni, megelőzhetnek gazdasági mellett környezeti károkat is okozó repedéseket, töréseket, lassíthatják a nyomtatott anyagok kopását, minőségromlását.
Fémekkel történő additív gyártásnál általában nem tesztelik, hogy mennyire érzékenyek a hidrogénridegedésre. A kutatók véleménye, hogy mihelyst befejezik a tanulmányt, hatására bővülni fog a 3D fémnyomtatás alkalmazási köre. Az ok: a hidrogénridegedés beható ismeretében a gyártási és utómunkálati paramétereket már úgy fogják kidolgozni, hogy megakadályozzák a káros jelenséget.
A két intézménynek nem ez az első 3D nyomtatással kapcsolatos együttműködése. Korábban többhetes gyógyszeradagolást biztosító printelt implantátumon dolgoztak közösen. Az eszköz rákos, AIDS-es, köszvényes és más betegeken segíthet.
