تقویت قطعات با رویکرد شعاعی دو فلزی « Fabbaloo

تحقیقات جدید روشی غیرمعمول و ارزان را برای تقویت چشمگیر پرینت های سه بعدی فلزی با استفاده از رویکرد شعاعی دو فلزی ایجاد کرده است.

قطعات فلزی قوی همیشه مورد تقاضا هستند، و نه فقط برای استحکام: اگر یک ماده می تواند قوی تر باشد، می توانید کمتر از آن برای انجام همان عملکرد استفاده کنید. این امر در کاربردهای هوافضا و خودرو بسیار مهم است.

بیشتر رویکردها برای تقویت فلزات در شیمی آلیاژ بوده است. کمی از این و کمی از آن را با هم مخلوط کنید، وویلا، یک آلیاژ فلزی کمی قوی‌تر خواهید داشت.

رویکرد انجام شده توسط محققان دانشگاه ایالتی واشنگتن رویکرد متفاوتی دارد: دو فلزی، و آنها این کار را به شیوه ای بسیار کنجکاو انجام داده اند.

آنها نشانه ای قوی از طبیعت گرفتند، جایی که الگوهای شعاعی اغلب برای ایجاد ساختارهای قوی استفاده می شود. به عنوان مثال، یک درخت معمولی را در نظر بگیرید: یک مقطع چند لایه از ویژگی های مختلف را نشان می دهد که در یک الگوی شعاعی مرتب شده اند.

درختان نیز پایان این رویکرد نیستند: استخوان های شما نیز از همین تکنیک استفاده می کنند. به نظر می رسد که این یک رویکرد بسیار رایج در دنیای بیولوژیکی است، اما به ندرت در مهندسی و مطمئناً در تولید مواد افزودنی دیده می شود.

آزمایشی که توسط محققان انجام شد شامل چاپ اشیایی با این نوع ساختار داخلی بود. آنها استفاده از دو فولاد متفاوت را انتخاب کردند: فولاد ضد زنگ و فولاد نرم.

برای چاپ سه بعدی اشیاء، آنها یک چاپگر سه بعدی DED دوگانه منحصربفرد ایجاد کردند که از یک فلز در هر سر چاپ استفاده می کرد. نرم افزار سیستم دوگانه را به چاپ در هندسه مورد نظر سوق داد، با یک فلز به عنوان پوشش و دیگری هسته استفاده می شود.

سپس پرینت های فلزی تکمیل شده تحت آزمایش های استاندارد قرار گرفتند و نتایج کاملاً شگفت انگیز بود. آزمایش تراکم 33 درصد افزایش نسبی مقاومت را برای نمونه‌های دو فلزی شعاعی نسبت به فولاد نرم یکپارچه و افزایش نسبی 42 درصدی در استحکام نسبت به فولاد ضد زنگ یکپارچه نشان داد.

این بسیار مهم است و تحقیقاتی در مورد اینکه چرا این اتفاق افتاد انجام شد.

به نظر می رسد که این دو فلز دارای پروفیل های خنک کننده بسیار کمی متفاوت هستند. در اینجا ما یک سناریوی “خنک کردن دو فلزی” داریم، که در آن دو فلز در هنگام خنک شدن در تماس هستند، که باعث ایجاد مقداری تنش مکانیکی می شود.

این نیروها پس از چاپ و سرد شدن در جای خود باقی می مانند و ظاهراً یک اثر تنش پسماند ایجاد می کنند که در برابر انتشار ترک مقاومت می کند. به همین دلیل برای شکستن این چاپ ها انرژی بیشتری لازم است.

حتی بهتر از آن، اجرای این رویکرد کاملاً ساده به نظر می رسد: یک سر ابزار دیگر اضافه کنید و مسیرهای ابزار خود را تغییر دهید. این می تواند به راحتی توسط هر یک از چندین سازنده تجهیزات DED موجود راه اندازی شود، بنابراین ممکن است به زودی بتوانیم این راه حل را در این زمینه مشاهده کنیم – با فرض اینکه مجوز کار انجام شود.

یک پیچ دیگر در این مورد وجود دارد: اگر این برای فلز کار می کند، آیا می تواند برای پلیمرها نیز کار کند؟ اگر با فلز – و کلسیم استخوان و چوب درخت کار کند، احتمالاً با پلاستیک نیز کار می کند.

از طریق طبیعت