ساخت سازه هایی توسط دو فلز با پرینت سه بعدی

به گزارش اخبار ساخته ها؛ فناوری پرینت سه بعدی در جهان به عنوان جدیدترین فرایند برای ساخت قطعات می باشد که با دستگاه های پرینتر سه بعدی در انواع تکنولوژی های مختلف صورت می گیرد. کم هزینه بودن و سهولت در ساخت انواع قطعات با هر نوع پیچیدگی نیاز به دستگاه های چاپگر سه بعدی را در تمامی صنایع روز به روز افزایش می یابد.

دانشمندان به تازگی توسط پرینت سه بعدی سخت ترین فولاد ضد زنگ را نیز در دسترس قراردادند. فولاد بدلیل مقاومتی که در برابر خوردگی و فرسایش دارد فلز ارزشمندی به حساب می آید.

تکنولوژی ساخت افزاینده ی فلزی، چند سالی است که توسعه پیدا کرده و اممکانات گوناگونی را برای بسیاری از صنایع از هوافضا گرفته تا پزشکی و خودروسازی، ایجاد کرده است.

فان زانگ یکی از فیزیکدانان تیم NIST و نویسنده این تحقیق می گوید: "وقتی در مورد تکنولوژی ساخت افزاینده فلز فکر می کنیم یعنی می خواهیم میلیون ها ذره کوچک و پودری را با یک نیروی زیاد مثل لیزر به هم جوش داده و به مایع تبدیل کرده و سپس با خنک کردن این مایع به ماده جامد برسیم. ولی سرعت خنک شدن، زیاد است و گاهی به بیش از یک میلیون درجه سیلسیوس در ثانیه می رسد، در نتیجه این شرایط بسیار غیر عادی چالش محاسبات غیر عادی را هم نتیجه می دهد."

اخیرا گروهی از مهندسان با استفاده از پیچیدگی ساختاری در درختان و استخوان های جانداران، راهی را برای ساخت سه بعدی دو نوع فولاد در یک لایه دایره ای با استفاده از دو دستگاه جوش ایجاد کرده اند. ماده ساخته شده از این دو نوع فولاد، 33 تا 42 درصد قوی تر از فولاد معمولی است و این قدرت تا حدی به خاطر فشار ایجاد شده به فلزات در هنگام سرد شدن است. این فناوری از ابزارهای معمولی و نسبتا ارزان استفاده می کند، بنابراین تولیدکنندگان و تعمیرگاه ها می توانند از آن استفاده کنند. یک محقق در این مورد گفت: "با توسعه بیشتر این فناوری، می توان از ان برای ساخت ایمپلنت های پزشکی با کارایی بالا یا حتی ساخت قطعاتی برای فضا پیما استفاده کرد." محققان با الهام گیری از طبیعت، به این نتیجه رسیدند که در درختان و استخوان های موجود در بدن جانداران، استحکام خود را از نحوه اتصال لایه هایی از مواد مختلف با یکدیگر به دست می اورند. آن ها برای ساخت این نوع سازه، از تجهیزات جوشکاری که معمولا  در اتومبیل فروشی ها یافت می شود، استفاده کردند که در درون دستگاه CNC یکپارچه شده اد. در نمایشی از روش جدید ساخت ساخت سه بعدی این نوع سازه ها، دو سر دستگاه جوش یکی پس از دیگری روی یک لایه دایره ای کار می کنند تا دو فلز با هم ادغام شوند.

این سازه جدید، یک پوشش بیرونی از فولاد ارزان‌تر و یک هسته فولادی ضد زنگ و مقاوم در برابر خوردگی دارد. از آنجایی که فلزات در هنگام سرد شدن با سرعت‌های متفاوتی منقبض می‌شوند،فشاری ایجاد می‌شود که اساساً باعث اتصال فلزات به هم می‌‌شود.نتایج آزمایشات مختلف،استحکام بیشتر این سازه را نسبت به فولاد ضد زنگ یا فولاد ملایم نشان داد. در حال حاضر،ساخت سازه سه بعدی با چند فلز در یک تنظیم جوشکاری،مستلزم توقف در حین کار و تغییر سیم‌های فلزی است.این در حالی است که روش جدید این مکث را از بین می‌برد و دو یا چند فلز را در حالی که فلزات هنوز داغ هستند در یک لایه قرار می‌دهد.یک محقق در این مورد گفت: "این روش،فلزات را در یک دایره قرار می‌دهد.این کار اساساً به ماده اجازه می‌دهد تا ماده دیگر را به خود متصل کند.همچنین قابلیت تقویت لایه به لایه قطعات فلزی با ساخت سه بعدی می‌تواند به زودی گزینه‌های جدیدی را با توانایی ایجاد سریع قطعات فولادی مستحکم و سفارشی‌شده در اختیار سازندگان خودرو قرار دهد.

برای مثال با این روش، می‌توان شفت‌های محور دوفلزی مقاوم در برابر گشتاور یا روتورهای ترمز مقرون‌به‌صرفه و با کارایی بالا را توسعه داد.به همین ترتیب،سازه‌های موجود می‌توانند مواد مقاوم در برابر دمای بالا را در اطراف مواد داخلی برای کمک به سازه در حفظ دمای ثابت داشته باشند." وی افزود: "از آن‌جایی که در این روش از دو دستگاه جوشکاری استفاده می‌شود،بنابراین ما می‌توانیم از چندین ماده در همان لایه استفاده کنیم و با ترکیب آنها مزایایی ایجاد کنیم".

انتهای پیام/