یک تیتانیوم جدید برای تولید مواد افزودنی و شاید خیلی بیشتر در راه است.
محققان روی روش‌های جدیدی برای کاهش شکنندگی آلیاژهای تیتانیوم کار کرده‌اند و به پیشرفت‌هایی دست یافته‌اند.
به طور معمول آلیاژها دارای افزودنی هایی هستند که استحکام، تثبیت یا سایر خواص اضافی را فراهم می کنند و تیتانیوم نیز تفاوتی ندارد. مدت‌هاست که انتظار می‌رفت برای این منظور هم اکسیژن و هم آهن ترکیب شود، اما مشکلی وجود دارد.
اگر اکسیژن و آهن به تیتانیوم اضافه شود، نتیجه یک آلیاژ تیتانیوم شکننده است – پایدار اما شکننده. این باعث می شود که برای تولید، به ویژه در سناریوهای افزایشی، کمتر مفید باشد.
اکنون این می تواند با توسعه یک رویکرد جدید که از تولید افزودنی استفاده می کند، تغییر کند. توضیح می دهند:
ما در پی دور زدن چالش های متالورژیکی ناشی از آلیاژ Ti با O و Fe با ادغام مفاهیم طراحی آلیاژ با طراحی فرآیند AM بوده ایم.
آنها استفاده از DED (رسوب مستقیم انرژی) را به عنوان فرآیند افزودنی برای آزمایشات خود انتخاب کردند. این امر به آنها امکان کنترل بر روی مواد آلیاژی و کنترل دقیق فرآیند چاپ را می داد.
آنها فرآیند چاپ DED را در نرم‌افزار مدل‌سازی کردند تا جنبه‌هایی مانند نرخ خنک‌سازی، گرادیان‌های حرارتی تشکیل ریزساختار و موارد دیگر را بررسی کنند. از این طریق آنها توانستند “پاکت” شرایطی را ایجاد کنند که در آن بتوانند اکسیژن و آهن را با موفقیت در ریزساختار ادغام کنند.
آیا آزمایش موفقیت آمیز بود؟ توضیح می دهند:
به طور خلاصه، ما یکپارچگی بین طراحی آلیاژ و طراحی فرآیند AM مبتنی بر شبیه سازی را برای ایجاد یک کلاس جدید از آلیاژهای α-β Ti-(0.35-0.50)O-3Fe قوی و انعطاف پذیر نشان داده ایم (εf = 9.0 ± 0.5٪ تا 2.2 ± 21.9 درصد؛ σUTS = 9 ± 1034 تا 8 ± 1194 مگاپاسکال)، موجود در یک پنجره پردازش سخاوتمندانه AM، با استفاده از عناصر فراوان O و Fe.
به عبارت دیگر، آنها توانستند ترکیب آلیاژ را با استفاده از خود ساخت افزودنی تغییر دهند.
به نظر می‌رسد که این بی‌سابقه است، و در حالی که آلیاژ تیتانیوم جدید به نظر می‌رسد کاربردهای فراوانی داشته باشد، فرآیند توسعه خود پیشرفت‌کننده است. این امکان وجود دارد که در آینده بتوان آلیاژهای بیشتری را با این تکنیک توسعه داد که منجر به مجموعه ای از مواد صنعتی می شود که فقط در چاپگرهای سه بعدی قابل استفاده هستند.
از طریق طبیعت
منبع: https://www.fabbaloo.com/news/titanium-alloy-breakthrough-making-new-alloys-with-additive-manufacturing
