Friday, May 17, 2024

3डी प्रिंटेड सामग्री "प्रकृति में किसी भी चीज़ से अधिक मजबूत" का उपयोग विमानन और चिकित्सा प्रौद्योगिकी में किया जाएगा

मेलबर्न में रॉयल मेलबर्न इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (आरएमआईटी) के एक अग्रणी विकास में, ऑस्ट्रेलियाई शोधकर्ताओं ने एक नए प्रकार की 3 डी मुद्रित सामग्री का अनावरण किया है जो विनिर्माण में ताकत और हल्केपन की सीमाओं को फिर से परिभाषित करने का वादा करता है।
यह नई सामग्री, एक अभिनव, प्रकृति-प्रेरित जाली डिजाइन के माध्यम से एक टाइटेनियम मिश्र धातु से बनी है, जिसमें विमानन से लेकर चिकित्सा प्रौद्योगिकी तक के उद्योगों के लिए महत्वपूर्ण क्षमता है। आरएमआईटी के एडवांस्ड मैन्युफैक्चरिंग प्रिसिंट और विश्वविद्यालय में माइक्रोस्कोपी और माइक्रोएनालिसिस सुविधा द्वारा समर्थित शोध, और ऑस्ट्रेलियाई अनुसंधान परिषद द्वारा वित्त पोषित, एक सुपर सामग्री का उत्पादन किया है जो वर्तमान विनिर्माण विधियों के साथ पहले प्राप्त करने योग्य नहीं है। इस उपलब्धि की कुंजी सामग्री की अनूठी जालीदार संरचना में निहित है, जो विशाल जल लिली और ट्यूबलर कोरल जैसे मजबूत प्राकृतिक रूपों से प्रेरित है। विज्ञान के पीछे की सामग्री शोध दल के प्रमुख प्रोफेसर मा कियान ने धातु में इन प्राकृतिक संरचनाओं को दोहराने में चुनौतियों की व्याख्या की, जो परंपरागत रूप से असमान तनाव वितरण और विनिर्माण समस्याओं से पीड़ित थे। उन्नत 3डी प्रिंटिंग तकनीक का लाभ उठाते हुए, विशेष रूप से लेजर-सहायता प्राप्त धातु पाउडर बेड संलयन तकनीक, टीम ने कई बाधाओं को पार कर लिया है। इस फ्यूजन तकनीक में धातु पाउडर को परतों में मिलाकर उच्च-शक्ति वाले लेजर के साथ पिघलाया जाता है ताकि सटीक और जटिल ज्यामितीय आकार प्राप्त किया जा सके जो संरचना में दबाव को अधिक समान रूप से वितरित करता है। सुपरमटेरियल के डिजाइन में एक खोखले ट्यूबलर जाली को पतले आंतरिक स्ट्राट के साथ शामिल किया गया है, जो ताकत और स्थायित्व को बढ़ाने के लिए मिलकर काम करते हैं। "यह खोखला ट्यूबलर जाली डिजाइन जिसमें एक पतली आंतरिक स्ट्राट शामिल है, अभूतपूर्व शक्ति और हल्कापन प्रदर्शित करता है जो प्रकृति में कभी नहीं देखा गया है। दबाव के समान वितरण के लिए दो एकीकृत जालीदार संरचनाओं को प्रभावी ढंग से विलय करके, हम विशिष्ट तनाव एकाग्रता बिंदुओं से बचते हैं", क़ियान कहते हैं। प्रदर्शन और संभावित अनुप्रयोग उन्नत विनिर्माण परिसर के भीतर किए गए परीक्षणों में, टाइटेनियम जालीदार घन ने वर्तमान में एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले सबसे मजबूत कास्ट मैग्नीशियम मिश्र धातुओं की तुलना में 50% अधिक शक्ति प्रदर्शित की। इससे न केवल इसकी श्रेष्ठ शक्ति का प्रदर्शन होता है, बल्कि यह संरचना के साथ दरारों को मोड़ने की क्षमता को भी उजागर करता है, जिससे स्थायित्व बढ़ता है। अध्ययन के प्रमुख लेखक और आरएमआईटी में पीएचडी उम्मीदवार जॉर्डन नोरोन्हा ने विभिन्न स्तरों पर सामग्री की अनुकूलन क्षमता और इसकी ताकत, जैव-संगतता और जंग और गर्मी के प्रतिरोध के कारण विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए इसकी उपयुक्तता पर प्रकाश डाला। उन्होंने कहा कि संरचना को विभिन्न प्रकार के प्रिंटरों का उपयोग करके कई मिलीमीटर से लेकर कई मीटर तक के आकार में बनाया जा सकता है, जो उच्च प्रदर्शन सामग्री-आवश्यक क्षेत्रों जैसे विमान या रॉकेट भागों में कार्यान्वयन की व्यापक क्षमता को दर्शाता है। भविष्य की प्रवृत्तियाँ और चुनौतियाँ हालांकि इस तरह की उन्नत सामग्री के उत्पादन के लिए आवश्यक प्रौद्योगिकी अभी तक व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं है, आरएमआईटी टीम भविष्य में उनके गोद लेने और आवेदन के बारे में आशावादी है। 600 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान का सामना करने की सामग्री की क्षमता, आगे के सुधारों के साथ, एयरोस्पेस और अग्निशमन ड्रोन जैसे उच्च तापमान वाले वातावरण में संभावित उपयोगों को खोलती है। प्रयोगशाला से औद्योगिक अनुप्रयोगों में संक्रमण उत्पादन के लिए आवश्यक विशेष उपकरणों के कारण चुनौतियां पैदा करता है। हालांकि, जैसे-जैसे 3डी प्रिंटिंग तकनीक आगे बढ़ती है, यह अपेक्षा की जाती है कि यह अधिक सुलभ हो जाएगी, विनिर्माण प्रक्रिया में तेजी लाएगी और इसके अनुप्रयोगों की सीमा को व्यापक बनाएगी। इस नई सुपर सामग्री का निर्माण सामग्री विज्ञान में एक महत्वपूर्ण कदम आगे का प्रतिनिधित्व करता है, विनिर्माण के भविष्य में एक झलक प्रदान करता है जहां शक्ति वजन की कीमत पर नहीं आती है। जैसे-जैसे आरएमआईटी इन सामग्रियों को परिष्कृत करता है और उनके अनुप्रयोगों की खोज करता है, विभिन्न उच्च मांग वाले उद्योगों में उन्हें एकीकृत करने की संभावना आशाजनक दिखती है। यह नवाचार न केवल आधुनिक विनिर्माण तकनीकों की क्षमताओं को उजागर करता है, बल्कि उद्योगों में सामग्री के प्रदर्शन के लिए एक नया मानक भी स्थापित करता है।
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