با فناوری چاپ سه بعدی، می‌توان فلز قویتری تولید کرد

به گزارش سرویس وبگردی خبرگزاری صدا و سیما ، در حال حاضر یکی از رایج‌ترین روش‌های چاپ سه بعدی اشیاء از فلزات متعدد، تکنیکی به نام تولید افزودنی قوس سیمی است. به طور خلاصه، این تکنیک شامل استفاده از سر جوش برای تولید یک قوس الکتریکی است که یک سیم فلزی را ذوب می‌کند. آن فلز مذاب در لایه‌های متوالی رسوب می‌کند و به تدریج محصول مورد نظر را می‌سازد. گفتنی است که هر بار که فلز متفاوتی در یک کار چاپ مورد نیاز است، فرآیند باید متوقف شود تا سیم ساخته شده از یک فلز را بتوان با سیم ساخته شده از دیگری تعویض کرد.

به دنبال ساده سازی این فرآیند، تیمی از دانشگاه ایالتی واشنگتن به رهبری پروفسور آمیت باندیوپادیای (Amit Bandyopadhyay) تکنیک جدیدی را توسعه دادند که شامل دو سر جوش تجاری موجود است که هر یک با سیم ساخته شده از فلز متفاوتی بارگذاری شده اند.

 یک سر، در ابتدا یک نوع فلز را به شکل دایره‌ای رسوب می کند و یک حلقه تشکیل می‌دهد. سپس سر دیگر به سرعت وارد عمل می شود و نوع دیگر فلز را در داخل آن حلقه قرار می‌دهد و به ساختار، یک هسته جامد می‌دهد. همانطور که دو فلز سرد می‌شوند، حلقه بیرونی با سرعت بیشتری نسبت به هسته داخلی منقبض می‌شود. این موضوع باعث ایجاد فشار در سطح مشترک بین دو فلز می شود و آنها را به یکدیگر متصل می‌کند. این فرآیند بار‌ها و بارها، لایه به لایه تکرار می‌شود و در نهایت منجر به تولید یک ستون دو فلزی می‌شود.

دانشمندان تاکنون ساختار‌های دو فلزی ایجاد کرده اند؛ مانند ستونی با هسته فولادی ضد زنگ که در یک پوشش فولادی ملایم‌تر قرار دارد و ۳۳ تا ۴۲ درصد قوی‌تر از سازه‌های معادل ساخته شده از هر یک از فلزات است.

امید است که این تکنیک را در نهایت بتوان برای ایجاد محصولاتی مانند محور‌های مقاوم در برابر گشتاور، قطعات فضاپیما با هسته‌های خنک کننده که با بدنه‌های مقاوم در برابر حرارت احاطه‌شده، یا حتی ایمپلنت‌های مصنوعی لگن استفاده کرد.

باندیوپادیای در پایان گفت: نمونه‌ای که در این مطالعات نشان داده ایم ساختار‌های شعاعی است که در آن دو ماده به صورت شعاعی قرار می‌گیرند، اما ما باید بتوانیم هر طرحی را بسازیم که بتوان آن را چاپ سه بعدی کرد.

مقاله‌ای در مورد این تحقیق اخیراً در مجله Nature Communications منتشر شده است.