3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके बनाई गई दुनिया की सबसे मजबूत टाइटेनियम मिश्र धातु।

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वैज्ञानिकों ने टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर 3डी प्रिंटिंग तकनीक लागू करके एक नई सफलता हासिल की है, जिससे सामग्री की ताकत दोगुनी हो गई है और एयरोस्पेस में इसके संभावित अनुप्रयोगों का विस्तार हुआ है।

इस नए टाइटेनियम मिश्र धातु में रिकॉर्ड तोड़ थकान प्रतिरोध क्षमता है। फोटो: आईस्टॉक — इस नए टाइटेनियम मिश्र धातु में रिकॉर्ड तोड़ थकान प्रतिरोध क्षमता है। फोटो: *आईस्टॉक*

चीनी विज्ञान अकादमी (सीएएस) ने 28 फरवरी को नेचर पत्रिका में प्रकाशित एक अध्ययन में इस उपलब्धि का विस्तृत विवरण दिया है। यह शोध सीएएस इंस्टीट्यूट फॉर मैटेरियल्स रिसर्च के शेनयांग मैटेरियल्स साइंस लेबोरेटरी के वैज्ञानिकों झांग झेनजुन और झांग झेफेंग तथा कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के रॉबर्ट रिची के सहयोग से किया गया है। लेख के अनुसार, शोध का विचार चीन में उत्पन्न हुआ और सामग्री के नमूने भी वहीं तैयार किए गए। रिची ने प्रक्रिया के मूल्यांकन में भाग लिया।

हालांकि 3डी प्रिंटिंग ने विनिर्माण में क्रांति ला दी है, लेकिन इस प्रक्रिया का उपयोग उच्च थकान प्रतिरोध की आवश्यकता वाले पुर्जों के निर्माण में काफी सीमित रूप से किया जाता है। थकान प्रतिरोध, या थकान सामर्थ्य, किसी मशीन के पुर्जे की थकान संबंधी विफलताओं जैसे गियर में गड्ढे पड़ना और सतह पर दरारें पड़ना, का प्रतिरोध करने की क्षमता है।

3डी मेटल प्रिंटिंग, जिसमें लेजर का उपयोग करके धातु के पाउडर को पिघलाकर कम समय में जटिल आकृतियों में ढाला जाता है, बड़े और जटिल घटकों के तेजी से उत्पादन के लिए एक आदर्श विधि है। हालांकि, प्रिंटिंग प्रक्रिया में अक्सर उपयोग होने वाली शक्तिशाली लेजर किरण से उत्पन्न अत्यधिक गर्मी के कारण घटक के अंदर हवा के छिद्र बन जाते हैं, जिससे मिश्र धातु के प्रदर्शन पर असर पड़ता है। ये छोटे छिद्र दबाव केंद्र बन सकते हैं, जिससे समय से पहले दरारें पड़ सकती हैं और सामग्री का थकान प्रतिरोध कम हो सकता है।

इस समस्या के समाधान के लिए, शोध दल ने छिद्रयुक्त टाइटेनियम मिश्र धातु बनाने का निर्णय लिया। उन्होंने टाइटेनियम-एल्यूमीनियम-वैनेडियम मिश्र धातु Ti-6Al-4V का उपयोग करके एक प्रक्रिया विकसित की, जिसने अब तक ज्ञात टाइटेनियम मिश्र धातुओं में उच्चतम थकान प्रतिरोध प्राप्त किया है। झांग झेनजुन के अनुसार, यह प्रक्रिया छिद्रों को समाप्त करने के लिए गर्म समतापी दबाव से शुरू होती है, जिसके बाद मिश्र धातु की आंतरिक संरचना में कोई भी परिवर्तन होने से पहले तीव्र शीतलन किया जाता है। यह प्रक्रिया छिद्रयुक्त मिश्र धातु को 106% की तन्यता थकान शक्ति प्रदान करती है, जो सामान्य 475 MPa से बढ़कर 978 MPa हो जाती है, और इस प्रकार एक विश्व रिकॉर्ड स्थापित करती है।

झांग झेनजुन ने कहा कि यह उपलब्धि एयरोस्पेस और नई ऊर्जा वाहनों जैसे हल्के पदार्थों की आवश्यकता वाले उद्योगों में कई अनुप्रयोगों के लिए आशाजनक है। अभी तक, इस नए पदार्थ का केवल प्रोटोटाइप पैमाने पर उत्पादन किया गया है, जो 3 मिमी के सबसे पतले बिंदु वाले डम्बल जैसा दिखता है - व्यावहारिक उपयोग के लिए बहुत छोटा। हालांकि यह तकनीक अभी भी प्रायोगिक चरण में है, लेकिन इसमें जटिल उपकरणों के निर्माण की अपार क्षमता है।

सीएएस के अनुसार, नासा के रॉकेटों पर लगे नोजल, जे-20 लड़ाकू जेट का ढांचा और चीन के सी919 विमान पर लगे ईंधन नोजल सहित कई विमानन घटक 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके निर्मित किए जाते हैं। भविष्य में इसके विस्तार की संभावना के साथ, इस नई तकनीक के और भी व्यापक अनुप्रयोग होंगे।

अन खंग ( टेक टाइम्स के अनुसार)

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