3D εκτυπωμένο πλέγμα τιτανίου, ισχυρότερο από αεροδιαστημικό κράμα!
Ένας νέος τύπος τρισδιάστατης εκτυπωμένης δικτυωτής δομής έχει εκπλήξει τους ερευνητές με την αντοχή και το μικρό βάρος του.
Η Τάση
Είναι ένα εξαιρετικά περίπλοκο σχήμα, αλλά αρκετά εύκολο να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή σύντηξης λέιζερ σε σκόνη και οι ερευνητές δοκίμασαν τον κύβο που προέκυψε για να τον βρουν 50% ισχυρότερο από το χυτό κράμα μαγνησίου WE54 - ένα υλικό παρόμοιας πυκνότητας που χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική. Θα κλιμακωθεί, λένε, από χιλιοστά σε πολλά μέτρα σε μέγεθος, ανάλογα με τους διαθέσιμους εκτυπωτές, και προσφέρει αντοχή στη θερμοκρασία έως 350 °C όπως είναι ή έως 600 °C με αναβάθμιση σε πιο ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα τιτανίου.
Η διαδικασία
Οι ερευνητές του RMIT στη Μελβούρνη της Αυστραλίας έλαβαν ως σημείο εκκίνησης σχέδια δικτυωτού πλέγματος με κοίλο στέλεχος, εμπνευσμένα από νούφαρα με κοίλο στέλεχος και κοράλλι, και στη συνέχεια εξέτασαν τρόπους μείωσης των υψηλών συγκεντρώσεων τάσεων που δημιουργούνται στα σημεία σύνδεσης.
Ενίσχυσαν το σωληνοειδές πλέγμα επικαλύπτοντας ένα δεύτερο πλέγμα στην κορυφή, προσθέτοντας μια λεπτή διατομή σε σχήμα Χ που διατρέχει τους σωλήνες και τις αρθρώσεις που κατανέμει το φορτίο πολύ πιο ομοιόμορφα στη δοκιμή συμπίεσης.
Χρήση
Οι ερευνητές λένε ότι θα είναι χρήσιμο σε περιοχές όπου η δύναμη και το μικρό βάρος είναι κρίσιμα, ονομάζοντας εξαρτήματα αεροσκαφών και πυραύλων μεταξύ πιθανών εμπορικών εφαρμογών. Είναι ενδιαφέρον ότι λένε επίσης ότι θα μπορούσε να είναι βολικό για ιατρικά εμφυτεύματα οστών, όπου το περίπλοκο, μερικώς κενό σχήμα μπορεί τελικά να γεμίσει με αναγεννημένα οστικά κύτταρα καθώς συγχωνεύεται με το σώμα.
Θα είναι εύκολο να κατασκευαστεί; "Δεν έχουν όλοι μια μηχανή σύντηξης κρεβατιού με λέιζερ στην αποθήκη τους", παραδέχτηκε ο Qian. "Ωστόσο, καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, θα γίνεται πιο προσιτή και η διαδικασία εκτύπωσης θα γίνει πολύ πιο γρήγορη, επιτρέποντας σε ένα μεγαλύτερο κοινό να εφαρμόσει την υψηλή αντοχή μας στα συστατικά τους. Είναι σημαντικό ότι η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει την εύκολη κατασκευή δικτυωτού σχήματος για πραγματικές εφαρμογές».
Η Τάση
Είναι ένα εξαιρετικά περίπλοκο σχήμα, αλλά αρκετά εύκολο να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας έναν τρισδιάστατο εκτυπωτή σύντηξης λέιζερ σε σκόνη και οι ερευνητές δοκίμασαν τον κύβο που προέκυψε για να τον βρουν 50% ισχυρότερο από το χυτό κράμα μαγνησίου WE54 - ένα υλικό παρόμοιας πυκνότητας που χρησιμοποιείται στην αεροδιαστημική. Θα κλιμακωθεί, λένε, από χιλιοστά σε πολλά μέτρα σε μέγεθος, ανάλογα με τους διαθέσιμους εκτυπωτές, και προσφέρει αντοχή στη θερμοκρασία έως 350 °C όπως είναι ή έως 600 °C με αναβάθμιση σε πιο ανθεκτικό στη θερμότητα κράμα τιτανίου.
Η διαδικασία
Οι ερευνητές του RMIT στη Μελβούρνη της Αυστραλίας έλαβαν ως σημείο εκκίνησης σχέδια δικτυωτού πλέγματος με κοίλο στέλεχος, εμπνευσμένα από νούφαρα με κοίλο στέλεχος και κοράλλι, και στη συνέχεια εξέτασαν τρόπους μείωσης των υψηλών συγκεντρώσεων τάσεων που δημιουργούνται στα σημεία σύνδεσης.
Ενίσχυσαν το σωληνοειδές πλέγμα επικαλύπτοντας ένα δεύτερο πλέγμα στην κορυφή, προσθέτοντας μια λεπτή διατομή σε σχήμα Χ που διατρέχει τους σωλήνες και τις αρθρώσεις που κατανέμει το φορτίο πολύ πιο ομοιόμορφα στη δοκιμή συμπίεσης.
Χρήση
Οι ερευνητές λένε ότι θα είναι χρήσιμο σε περιοχές όπου η δύναμη και το μικρό βάρος είναι κρίσιμα, ονομάζοντας εξαρτήματα αεροσκαφών και πυραύλων μεταξύ πιθανών εμπορικών εφαρμογών. Είναι ενδιαφέρον ότι λένε επίσης ότι θα μπορούσε να είναι βολικό για ιατρικά εμφυτεύματα οστών, όπου το περίπλοκο, μερικώς κενό σχήμα μπορεί τελικά να γεμίσει με αναγεννημένα οστικά κύτταρα καθώς συγχωνεύεται με το σώμα.
Θα είναι εύκολο να κατασκευαστεί; "Δεν έχουν όλοι μια μηχανή σύντηξης κρεβατιού με λέιζερ στην αποθήκη τους", παραδέχτηκε ο Qian. "Ωστόσο, καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, θα γίνεται πιο προσιτή και η διαδικασία εκτύπωσης θα γίνει πολύ πιο γρήγορη, επιτρέποντας σε ένα μεγαλύτερο κοινό να εφαρμόσει την υψηλή αντοχή μας στα συστατικά τους. Είναι σημαντικό ότι η μεταλλική τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει την εύκολη κατασκευή δικτυωτού σχήματος για πραγματικές εφαρμογές».
Η ομάδα του RMIT καλεί εταιρείες που επιθυμούν να συνεργαστούν και να εμπορευματοποιήσουν αυτά τα μεταϋλικά σε μια σειρά εφαρμογών και λέει ότι θα συνεχίσει να βελτιώνει τον σχεδιασμό του πλέγματος αναζητώντας μεγαλύτερη αντοχή και χαμηλότερο βάρος.
Πηγή: https://newatlas.com/materials/3d-printed-titanium-lattice-rmit/
https://techxplore.com/news/2024-02-3d-titanium-supernatural-strength.html
Πηγή: https://newatlas.com/materials/3d-printed-titanium-lattice-rmit/
https://techxplore.com/news/2024-02-3d-titanium-supernatural-strength.html
