Metallmatris nanokompositer (MMNC) används i allt större utsträckning i industrier som bilindustrin, flyg och militär på grund av deras utmärkta kombination av hög styrka, termisk stabilitet, duktilitet och isotropi. Dock, trots MMNCs överlägsna egenskaper och växande intresse, den komplexa bearbetningen och den otillräckliga ekonomiska effektiviteten har begränsat MMNC:s tillämpningar. Hög energiförbrukning är fortfarande avgörande för att sprida armeringen för att uppnå mikrostrukturell homogenitet och avancerade mekaniska egenskaper i dessa material.

Selektiv lasersmältning (SLM), även känd som laserpulverbäddfusion (L-PBF), är en additiv tillverkningsteknik (AM) som tillämpas på metaller och keramik, och har visat lovande potential för tillverkning av unika strukturer och egenskaper som MMNCs. Använder högeffektlaser, SLM möjliggör snabb produktion av tredimensionella (3-D) delar med komplicerade former direkt från pulvermaterial utan den tidskrävande formdesignprocessen. Detta minskar produktionskostnaden och ledtiden samtidigt som det levererar skräddarsydda MMNCs delar för fordon, flyg, elektronik och biomedicinska industrier.

Dock, på grund av bristen på heltäckande förståelse för de defekter som är unika för SLM samt tillverkning och prestanda för nanokompositer med SLM, forskare från Singapore University of Technology and Design (SUTD) och deras forskningssamarbetspartners siktar på att få en grundlig förståelse för den vetenskapliga och tekniska kunskapen. De granskade toppmodern forskning utifrån material och SLM-bearbetningsparametrar. Deras tidning publicerades i Framsteg inom materialvetenskap , en tidskrift som publicerar auktoritativa recensioner av de senaste framstegen inom materialvetenskapen.

En djupgående granskning av tillverkningsövervägandena relaterade till nanokompositer genomfördes också inklusive material och SLM-bearbetningsparametrar, betoning av fysikaliska egenskaper och beredning av pulver (se bild). Därefter, mekaniska egenskaper hos MMNCs och motsvarande förbättrande mekanismer behandlades för att ge en djupare förståelse av MMNCs.

"MMNC har alltid varit ett stort intresse för materialforskare. Med framsteg inom avancerad tillverkning, särskilt additiv tillverkning, det finns nu större potential i att uppnå högkvalitativa MMNCs. I vår recension, laserpulverbäddfusion är vald som processen i fokus eftersom den har bevisat sin förmåga att tillverka funktionella delar av metaller och keramik, " förklarade huvudutredaren och medförfattaren professor Chua Chee Kai från SUTD.

Granskningen behandlade också defekterna som är unika för SLM-teknik som är förknippade med nanopartiklar. Tillämpningarna av MMNCs, särskilt de som tillverkats med SLM-bearbetning, listades också och jämfördes.

"En av de viktigaste utmaningarna i AM är bristen på "utskrivbart" material. Vi tror att denna omfattande granskning ger en snabb översikt och förståelse av SLM för MMNC genom att fokusera på fördelarna utan att ignorera begränsningarna. Detta kommer förhoppningsvis att uppmuntra fler forskare att utforska detta mycket intressanta område, " sa medförfattaren Dr. Sing Swee Leong från Nanyang Technological University.