Ix-Xjentisti ta 'Ħong Kong Żviluppaw Stampar 3D Minjatura Biex Oħloq Ligi tat-Titanju Super Strong
Studju mmexxi minn xjenzati fl-Università tal-Belt ta 'Hong Kong uża manifattura addittiva (komunement imsejħa stampar 3D) biex tiżviluppa b'suċċess liga bbażata fuq titanju super-qawwija, duttilità għolja u super-dawl. L-iskoperta tagħhom fetħet mod ġdid biex tiddisinja ligi bi strutturi u proprjetajiet bla preċedent għal diversi applikazzjonijiet strutturali.
Stampar 3D: aktar minn sempliċiment teknoloġija tal-iffurmar
Ħafna nies jaħsbu li l-istampar 3D huwa teknoloġija rivoluzzjonarja li tista 'tipproduċi partijiet tal-magni b'forma kumplessa f'pass wieħed. "Madankollu, aħna żvelajna l-potenzjal importanti tagħha fit-tfassil ta 'materjali, aktar milli sempliċement tiddisinja figuri ġeometriċi. Il-metallurġisti għandhom it-tendenza li jemmnu li n-nuqqas ta' uniformità fil-kompożizzjoni tal-liga mhuwiex mixtieq minħabba li jista 'jwassal għal proprjetajiet mhux mixtieqa bħal fraġilità. Fil-proċess tal-manifattura tal-addittivi , kif telimina l-irregolarità fil-proċess ta 'tkessiħ rapidu hija waħda mill-kwistjonijiet ewlenin.
Iddisinja mikrostruttura unika
"Il-karatteristiċi uniċi tal-manifattura addittiva jagħtuna libertà akbar fit-tfassil tal-mikrostrutturi," spjega Dr Zhang, li huwa wkoll l-ewwel awtur ta 'dan id-dokument. "Speċifikament, żviluppajna metodu ta 'omoġenizzazzjoni parzjali li juża teknoloġija tal-istampar 3D biex jipproduċi ligi b'gradjenti ta' konċentrazzjoni fil-livell tal-mikron, li ma jistgħux jinkisbu permezz ta 'xi metodu ta' manifattura ta 'materjal tradizzjonali."
Il-metodu li pproponew jinkludi l-użu ta 'raġġ tal-lejżer iffukat biex jiddewweb u ħallat żewġ trabijiet ta' liga differenti u trab tal-istainless steel. Billi kkontrolla parametri bħall-qawwa tal-lejżer u l-veloċità tal-iskannjar matul il-proċess tal-istampar 3D, it-tim irnexxielu joħloq kompożizzjoni mhux uniformi ta 'elementi fil-liga l-ġdida b'mod ikkontrollat.
(mappa tal-orjentazzjoni tal-qamħ stampata 3D ta 'liga tat-titanju)
Il-Professur Liu qal: Minbarra l-użu tal-manifattura ta 'addittivi, il-kompożizzjoni taż-żewġ taħlitiet tat-trab hija ċavetta oħra biex tinħoloq mikrostruttura ta' lava metastabbli għolja bla preċedent fil-liga l-ġdida. Dawn il-mikrostrutturi uniċi jġibu l-ogħla proprjetajiet mekkaniċi, u jagħmlu l-liga iebsa ħafna u ħafifa. Ir-riżultati sperimentali juru li l-liga tat-titanju l-ġdida għandha proprjetajiet mekkaniċi eċċellenti.
Liga ġdida: 40% eħfef, saħħa super
B'mod ġenerali, il-massa tal-istainless steel hija ta '7.9 grammi għal kull ċentimetru kubu, filwaqt li l-massa tal-liga l-ġdida hija biss 4.5 grammi għal kull ċentimetru kubu, li hija madwar 40% eħfef. Fl-esperimenti tagħhom, il-liga tat-titanju bi struttura li tixbah il-lava wriet saħħa tensili għolja ta '~1.3 gigapascal, b'titwil uniformi ta' madwar 9%. Għandha wkoll kapaċità eċċellenti ta 'twebbis tax-xogħol ta' aktar minn 300MPa, li tiżgura marġini ta 'sigurtà enormi qabel il-ksur, li hija utli ħafna f'applikazzjonijiet strutturali.
Dawn il-proprjetajiet eċċellenti għandhom prospetti tajbin ta 'applikazzjoni strutturali f'diversi sitwazzjonijiet, bħall-industriji aerospazjali, tal-karozzi, kimiċi u mediċi. Bħala l-ewwel tim li juża t-teknoloġija tal-istampar 3D biex jiżviluppa liga ġdida b'mikrostruttura u proprjetajiet uniċi, aħna se napplikaw aktar dan il-kunċett tad-disinn għal sistemi ta 'liga differenti u nesploraw aktar proprjetajiet oħra tal-liga l-ġdida.