Friday, May 17, 2024

3D Printed Material na "Mas Makapangyarihan Kaysa Anumang Bagay sa Kalikasan" na Ipapagamit sa Aviyasyon at Teknolohiya sa Panggagamot

Sa isang makabagong pag-unlad mula sa Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) sa Melbourne, ang mga mananaliksik sa Australia ay nagsiwalat ng isang bagong uri ng 3D na nakalimbag na materyal na nangangako na muling tukuyin ang mga hangganan ng lakas at kaginhawahan sa paggawa.
Ang bagong materyal na ito, na gawa sa isang titanium alloy sa pamamagitan ng makabagong disenyo ng lattice na kinasihan ng kalikasan, ay may malaking potensyal para sa mga industriya mula sa aviation hanggang sa medikal na teknolohiya. Ang pananaliksik, na sinusuportahan ng Advanced Manufacturing Precinct ng RMIT at ng Microscopy and Microanalysis Facility sa unibersidad, at pinondohan ng Australian Research Council, ay gumawa ng isang super material na nakamit ang isang ratio ng lakas-sa-timbang na hindi na nakamit sa mga kasalukuyang pamamaraan sa pagmamanupaktura. Ang susi sa tagumpay na ito ay nakasalalay sa natatanging istraktura ng lattice ng materyal, na inspirasyon ng malakas na mga likas na anyo tulad ng higanteng lily ng tubig at tubular coral. Ang Siyensiya sa Likod ng Materyal Ipinaliliwanag ni Propesor Ma Qian, na nangunguna sa pangkat ng pananaliksik, ang mga hamon sa pag-replicate ng mga likas na istrakturang ito sa metal, na sa tradisyonal ay nagdurusa sa hindi pantay na pamamahagi ng stress at mga isyu sa manufacturability. Sa pamamagitan ng paggamit ng makabagong teknolohiya ng 3D pag-print, lalo na ang pamamaraan ng laser-assisted metal powder bed fusion, nalampasan ng koponan ang maraming hadlang. Ang pamamaraan ng pagsasama-sama na ito ay nagsasangkot ng paglalagay ng mga layer ng metal na pulbos at pag-aayus nito sa isang mataas na lakas na laser upang makamit ang tumpak at kumplikadong mga hugis ng geometrika na nagpapamahagi ng presyon nang mas pantay sa buong istraktura. Ang disenyo ng super material ay naglalaman ng isang walang laman na tubular na lattice na may manipis na panloob na strut, na magkasama upang madagdagan ang lakas at tibay. "Ang walang-hanggang tubulong disenyo ng lattice na naglalaman ng isang manipis na panloob na strut ay nagpapakita ng walang-katulad na lakas at kaginhawahan na hindi pa kailanman nakikita nang magkasama sa kalikasan. Sa pamamagitan ng epektibong pagsasama ng dalawang pinagsamang istraktura ng lattice para sa pantay na pamamahagi ng presyon, iniiwasan namin ang karaniwang mga punto ng konsentrasyon ng stress", sabi ni Qian. Pagganap at mga Potensyal na Paggamit Sa mga pagsubok na isinagawa sa loob ng Advanced Manufacturing Precinct, ang titanium lattice cube ay nagpakita ng 50% na mas mataas na lakas kaysa sa pinakamatibay na cast na mga haluang metal na magnesiyo na kasalukuyang ginagamit sa mga aplikasyon sa aerospace. Hindi lamang ito nagpapakita ng higit na lakas nito, kundi itinatampok din nito ang kakayahang i-deflect ang mga bitak sa kahabaan ng istraktura, na nagpapalakas ng katatagan. Ang pangunahing may-akda ng pag-aaral na si Jordan Noronha, isang kandidato sa PhD sa RMIT, ay nag-highlight sa kakayahang umangkop ng materyal sa iba't ibang antas at ang pagiging angkop nito para sa iba't ibang mga aplikasyon dahil sa lakas, biocompatibility, at paglaban sa kaagnasan at init. Binanggit niya na ang istraktura ay maaaring makagawa ng mga sukat na mula sa ilang milimetro hanggang sa ilang metro, gamit ang iba't ibang uri ng mga printer, na sumasalamin sa malawak na potensyal para sa pagpapatupad sa mga sektor na nangangailangan ng mataas na pagganap ng materyal tulad ng mga bahagi ng eroplano o rocket. Mga Tulin at Hamon sa Kinabukasan Bagaman ang teknolohiya na kailangan upang makagawa ng gayong mga advanced na materyales ay hindi pa malawak na magagamit, ang koponan ng RMIT ay positibo tungkol sa kanilang pagsasakatuparan at paggamit sa hinaharap. Ang kakayahang tumayo ang materyal sa temperatura na hanggang 600 degrees Celsius, na may karagdagang mga pagpapabuti, ay nagbubukas ng mga potensyal na paggamit sa mga kapaligiran na may mataas na temperatura tulad ng aerospace at mga drones sa pag-aapoy. Ang paglipat mula sa laboratoryo tungo sa pang-industriya na mga aplikasyon ay nagbubunga ng mga hamon dahil sa mga espesyal na kagamitan na kinakailangan para sa produksyon. Gayunman, habang lumalaki ang teknolohiya ng 3D printing, inaasahang magiging mas madaling ma-access ito, na magpapabilis sa proseso ng pagmamanupaktura at pagpapalawak ng saklaw ng aplikasyon nito. Ang paglikha ng bagong super material na ito ay isang mahalagang hakbang pasulong sa siyensiya ng mga materyales, na nag-aalok ng isang sulyap sa hinaharap ng pagmamanupaktura kung saan ang lakas ay hindi nagmumula sa gastos ng timbang. Habang patuloy na pinupuno ng RMIT ang mga materyales na ito at sinisiyasat ang kanilang mga aplikasyon, ang posibilidad na isama ang mga ito sa iba't ibang mga industriya na may mataas na pangangailangan ay mukhang pangako. Ang makabagong ito ay hindi lamang naglalarawan sa mga kakayahan ng modernong mga pamamaraan sa pagmamanupaktura kundi nagtatakda din ng isang bagong pamantayan para sa pagganap ng materyal sa buong industriya.
Newsletter

Related Articles

×