3 boyutlu baskı teknolojisi kullanılarak üretilen dünyanın en güçlü titanyum alaşımı.

Bilim insanları, 3 boyutlu baskı teknolojisini titanyum alaşımlarına uygulayarak yeni bir atılım gerçekleştirdi; bu sayede malzemenin mukavemeti iki katına çıktı ve havacılık ve uzay alanındaki potansiyel uygulamaları genişletildi.

Yeni titanyum alaşımı, rekor kıran yorulma dayanımına sahip. Fotoğraf: iStock — Yeni titanyum alaşımı, rekor kıran yorulma dayanımına sahip. Fotoğraf: *iStock*

Çin Bilimler Akademisi (ÇA), bu başarıyı 28 Şubat'ta Nature dergisinde yayınlanan bir çalışmada detaylandırdı. Bu araştırma, ÇA Malzeme Araştırma Enstitüsü Shenyang Malzeme Bilimi Laboratuvarı'ndan bilim insanları Zhang Zhenjun ve Zhang Zhefeng ile Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'den Robert Ritchie arasındaki iş birliğinin sonucudur. Makaleye göre, araştırma fikri Çin'de ortaya çıkmış ve malzeme örnekleri de orada üretilmiştir. Ritchie, sürecin değerlendirilmesine katılmıştır.

3 boyutlu baskı imalat sektöründe devrim yaratmış olsa da, yüksek yorulma direnci gerektiren parçaların üretiminde oldukça sınırlı bir şekilde kullanılmaktadır. Yorulma dayanımı veya yorulma direnci, bir makine parçasının dişli aşınması ve yüzey çatlaması gibi yorulma arızalarına karşı direnme yeteneğidir.

Lazer kullanarak metal tozunu eritip kısa sürede karmaşık şekiller halinde katmanlayan 3 boyutlu metal baskı, büyük ve karmaşık parçaların hızlı üretimi için mükemmel bir yöntemdir. Bununla birlikte, baskı işleminde sıklıkla kullanılan güçlü lazer ışınının ürettiği yüksek ısı, parçanın içinde hava ceplerinin oluşmasına yol açarak alaşımın performansını etkiler. Bu küçük gözenekler basınç merkezleri haline gelerek erken çatlamaya ve malzemenin yorulma ömrünün azalmasına neden olabilir.

Bu sorunu çözmek için araştırma ekibi gözenekli bir titanyum alaşımı üretmeye karar verdi. Ti-6Al-4V adı verilen bir titanyum-alüminyum-vanadyum alaşımı kullanarak, bugüne kadar bilinen titanyum alaşımları arasında en yüksek yorulma direncini elde eden bir işlem geliştirdiler. Zhang Zhenjun'a göre, işlem gözenekleri ortadan kaldırmak için sıcak izotermal presleme ile başlıyor, ardından alaşımın iç yapısında herhangi bir değişiklik meydana gelmeden önce hızlı soğutma yapılıyor. Bu işlem, normalde 475 MPa olan çekme yorulma dayanımını %106 artırarak 978 MPa'ya çıkaran ve dünya rekoru kıran gözenekli bir alaşım sağlıyor.

Zhang Zhenjun, bu başarının havacılık ve yeni enerji araçları gibi hafif malzemeler gerektiren sektörlerde birçok uygulama için umut vaat ettiğini söyledi. Bugüne kadar yeni malzeme yalnızca prototip ölçekte üretildi ve en ince noktası 3 mm olan bir dambıla benziyor; bu da pratik uygulamalar için çok küçük. Teknoloji henüz deneysel aşamada olsa da, karmaşık cihazların üretiminde büyük bir potansiyele sahip.

CAS'a göre, NASA roketlerindeki nozullar, J-20 savaş uçağının gövdesi ve Çin'in C919 uçağındaki yakıt nozulları da dahil olmak üzere birçok havacılık bileşeni 3D baskı teknolojisi kullanılarak üretiliyor. Gelecekte ölçeklendirme potansiyeliyle bu yeni teknoloji daha geniş uygulama alanlarına sahip olacak.

An Khang ( Tech Times'a göre)

[reklam_2]
Kaynak bağlantısı