3D baskı… su ile metali 20 kat daha dayanıklı hale getiriyor

In 3D - Ảnh 1. — Plastik veya metal tozuna gerek yok, İsviçreli bilim insanları su jelinden metal "yetiştirdi" - tüm 3D baskı endüstrisini değiştirebilecek bir adım - Fotoğraf: EPEL

Lozan Federal Politeknik Okulu'ndaki (EPFL, İsviçre) bilim insanları, 3 boyutlu baskı teknolojisinde çığır açan bir gelişmeyi duyurdu: Geleneksel yöntemlerle metal basmak yerine, hidrojelden (yaygın bir su jeli) malzeme "yetiştirme" yöntemini geliştirdiler. Bu yöntemle, önceki tekniklere göre 20 kat daha yüksek yoğunluk ve mekanik mukavemete sahip metal ve seramik yapılar oluşturuldu.

Ekip, fotopolimerizasyon yönteminin şu anda yalnızca ışığa duyarlı reçinelerle çalıştığını ve bu nedenle uygulamalarını sınırladığını belirtti. 3D baskılı reçineleri metal veya seramiğe dönüştürmeye yönelik önceki bazı girişimler, gözeneklilik ve büzülme sorunlarıyla karşı karşıya kalmış, bu da ürünlerin deforme olmasına ve daha az dayanıklı olmasına yol açmıştır.

Malzeme Kimyası ve Üretim Laboratuvarı (EPFL) başkanı Daryl Yee liderliğindeki ekip, yeni bir yöntem buldu: Metal bileşiği plastiğe önceden karıştırmak yerine, hidrojel kullanarak bir şablon 3D yazıcıyla yazdırdılar ve ardından bu şablonu metal tuzlarından oluşan bir çözeltiye defalarca batırdılar. Bu işlem sırasında metal iyonları, jel boyunca eşit şekilde yayılan nanopartiküllere dönüştürüldü.

5-10 döngüden sonra, hidrojel çerçeve ısıtılarak çıkarılır ve geriye orijinal baskının şeklini koruyan katı bir metal veya seramik nesne kalır. Metal tuzları yalnızca baskıdan sonra eklendiğinden, aynı hidrojel çerçeve demir, gümüş, bakırdan seramik veya kompozitlere kadar çok çeşitli malzemeler oluşturmak için kullanılabilir.

Bay Yee, "Çalışmamız, basit ve düşük maliyetli bir 3D baskı süreci kullanarak yüksek kaliteli metal ve seramiklerin üretilmesini sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda yeni bir düşünme biçiminin de önünü açıyor: Malzemeleri 3D baskıdan önce değil, sonra seçmek," dedi.

Çalışmada ekip, test amacıyla demir, gümüş ve bakırdan jiroid adı verilen karmaşık geometrik yapılar üretti. Sonuçlar, numunelerin önceki tekniklerle üretilen malzemelere kıyasla 20 kat daha fazla basınca dayanabildiğini, ancak yalnızca yaklaşık %20 oranında (önceki %60-90'a kıyasla) büzüldüğünü gösterdi.

Araştırma, sensörlerin, biyomedikal cihazların veya enerji dönüşüm ve depolama sistemlerinin üretiminde kullanılan hem hafif hem de dayanıklı gelişmiş 3B yapıların üretiminde önemli uygulamalar vaat ediyor. Bu yöntemle üretilen geniş yüzey alanlarına sahip metaller, enerji teknolojisinde etkili katalizörler veya ısı emiciler olarak da kullanılabilir.

EPFL ekibi, özellikle malzeme yoğunluğunu artırarak ve işlem süresini kısaltarak süreci endüstriyel üretime uygun hale getirmek için iyileştirmeye devam ettiklerini söyledi. Yee, "Tüm süreci otomatikleştirecek robotlar geliştiriyoruz ve bu da toplam üretim süresini önemli ölçüde azaltacak," diye açıkladı.

Konuya geri dön

VNA

Kaynak: https://tuoitre.vn/in-3d-bang-nuoc-giup-kim-loai-ben-gap-20-lan-20251019154932113.htm