اولین مطالعه جهانی به رهبری مهندسان دانشگاه موناش نشان داده است که چگونه میتوان از تکنیکهای پیشرفته پرینت سهبعدی برای تولید یک آلیاژ تجاری فوققوی تیتانیوم استفاده کرد که جهش قابلتوجهی در صنایع هوافضا، فضایی، دفاع، انرژی و زیستپزشکی به شمار میرود.
به گزارش تک ناک، پژوهشگران استرالیایی به رهبری پروفسور آیجون هوآنگ و دکتر یومان ژو از دانشگاه مونتاش از روش پرینت سهبعدی برای دستکاری در یک ریزساختار جدید استفاده کردند. با انجام این کار، آنها به عملکرد مکانیکی بیسابقه و جدیدی دست یافتند.
این پژوهش که در Nature Materials منتشر شده است آلیاژهای تیتانیوم نانودوقلویی قوی از طریق مواد افزودنی بر روی آلیاژهای موجود تجاری انجام گرفته است و میتواند بلافاصله مورداستفاده قرار گیرد.
آلیاژهای تیتانیوم مستلزم ریختهگری پیچیده و فرآیند حرارتی مکانیکی برای دستیابی به مقاومت بالای موردنیاز جهت برخی از کاربردهای مهم و حیاتی است.
پروفسور هوآنگ میگوید: («کشف کردهایم تولید مواد افزودنی میتواند از فرآیند تولید منحصربفرد خود برای ایجاد و ساخت قطعات فوققوی و از نظر حرارتی، پایدار در آلیاژهای تیتانیوم تجاری استفاده کند، که امکان دارد مستقیماً حین سرویس اجرا شود».
«پس از یک عملیات حرارتی ساده بر روی آلیاژ تیتانیوم تجاری، ازدیاد طول و مقاومت کششی کافی بیش از MPa 1600 بدست میآید که بالاترین مقاومت ویژه در میان تمام فلزات پرینت سهبعدی تا به امروز است.
این کار، راه را برای تولید مواد ساختاری با ریزساختارهای منحصربفرد و ویژگیهای عالی برای کاربردهای گسترده هموار میکند.
در دههی گذشته، پرینت سهبعدی به دلیل آزادی در طراحی آن که میتواند تقریباً هر قطعهی هندسی را بسازد، عصر جدیدی را در ساخت فلز به پیش برده است.
آلیاژهای تیتانیوم لزوماً مهمترین اجزای فلزی پرینت سهبعدی در صنعت هوافضا هستند. با این حال، اکثر آلیاژهای تیتانیوم تجاری موجود که با پرینت سهبعدی تولید میشوند، ویژگیهای رضایت بخشی برای بسیاری از کاربردهای ساختاری، به ویژه مقاومت ناکافی آنها در اتاق و دماهای بالا تحت شرایط سرویس سخت، ندارند.
پروفسور هوآنگ میگوید: «یافتههای ما یک رویکرد کاملاً جدید برای تقویت تهنشست در آلیاژهای تجاری ارائه میکند که میتوان از آن برای تولید اجزای واقعی با شکل پیچیده برای کاربردهای تحمل بار (باربر) استفاده کرد. این کاربرد هنوز برای هر آلیاژ تیتانیوم تا به امروز وجود ندارد.»
«پرینت سهبعدی و عملیات حرارتی ساده به این معنی است که هرچند فرآیند در مقایسه با سایر مواد با مقاومت مشابه، بسیار کاهش می یابد.»
انتظار میرود یافته های این کار به بینشهای اساسی در مورد اصول مهندسی تقویت و جابجایی در زمینه متالورژی فیزیکی منجر شود.
