Дамасская сталь — это особый вид стали, который создается путем многократного наслоения металла с различным содержанием углерода. Высокоуглеродистая сталь невероятно тверда и хрупка, но сложение металлов делает ее твердой и прочной, а фирменные волнистые полосы, которые при этом появляются, являются лишь эстетическим бонусом. Хотя дамасская сталь произошла от древней кузнечной техники из Сирии 13-го века, Филипп Кюрнштайнер из Института исследования железа Макса Планка надеется вывести дамасскую сталь уже в 2020 году благодаря 3д печати.

Важной частью техники соединения сталей является этап закалки/быстрого охлаждения. Быстрое охлаждение необходимо для того, чтобы произошли микроструктурные изменения, которые делают сталь твердой и прочной, ведь атомы переходят в кристаллическую форму. В традиционной кузнице гашение делается маслом или водой, а после ковки металла серия отжиговых (термических) обработок приводит к осаждению никель-титановых частиц, которые значительно увеличивают твердость стали даже при низком содержании углерода. Именно эти частицы делают изделия такими твердыми, а отжиг и осаждение очень дорогими, потому что для завершения процесса может потребоваться более 48 часов работ.

Для своих испытаний исследователи использовали порошок из стального сплава, состоящий из никеля, титана и железа. В металлическом 3D принтере быстрое охлаждение достигалось простым отключением лазера для спекания на несколько периодов между некоторыми слоями. Охлаждение позволило образоваться кристаллическим образованиям, а тепло, производимое лазером, послужило для осаждения нужных частиц.

Чтобы определить, достигла ли техника печати желаемого результата, исследователей проверили свой напечатанный образец, где частицы никель-титана действительно присутствовали. Они пошли еще дальше и провели испытание на прочность — изделие выдержало на 20% больше усилий на растяжение, чем предмет, напечатанный с традиционным порошковым сплавом из стали.

Хотя исследователи находятся только в самом начале своего пути, они надеются, что в конечном итоге у них получится точно воспроизвести настоящую дамасскую сталь.