Пешрафти хокаи алюминий дар маводи чопи 3D
Қадам ба лабораторияи Донишгоҳи Политехникии Шимолу Ғарбӣ, як нури шифобахшПринтери 3D андаке гурриш карда, нури лазерй махз дар шлами сафолй харакат мекунад. Хамагй баъди чанд соат ядрои сафолии дорой сохти мураккаби лабиринт пурра намоиш дода мешавад — он барои рехтани турбинахои двигательхои самолётхо истифода мешавад. Профессор Су Ҳайҷун, ки масъули лоиҳа аст, ба ҷузъи нозук ишора карда, гуфт: "Се сол пеш мо ҷуръат намекардем, ки дар бораи чунин дақиқ фикр кунем. Пешрафти калидӣ дар ин хокаи гилхок намоён аст."
Як вақтҳо, гилхок сафолӣ ба мисли "донишҷӯи мушкилот" дар соҳаиЧопи 3D– қувваи баланд, муқовимат ба ҳарорати баланд, изолятсияи хуб, аммо вақте ки он чоп шуд, он мушкилоти зиёд дошт. Дар доираи равандҳои анъанавӣ, хокаи гилхок моеъи суст дорад ва аксар вақт сари чопро маҳкам мекунад; суръати пастшавӣ ҳангоми агломератсия метавонад то 15%-20% баланд бошад ва қисмҳои бо заҳмати зиёд чопшуда баробари сӯхтани онҳо деформатсия ва кафида мешаванд; сохторхои мураккаб? Ин боз ҳам бештар аз айшу ишрат аст. Муҳандисҳо дар ташвишанд: "Ин чиз мисли рассоми якрав аст, бо ғояҳои ваҳшӣ, аммо дастони кофӣ нест."
1. Формулаи русӣ: Гузоштани «зиреҳи сафолӣ» баалюминийматритса
Нуқтаи гардиш аввал аз инқилоб дар тарҳрезии моддӣ ба вуҷуд омад. Дар соли 2020, олимони маводди Донишгоҳи Миллии Илм ва Технологияи Русия (NUST MISIS) технологияи вайронкунандаро эълон карданд. Ба ҷои он ки хокаи оксиди алюминийро оддӣ омехта кунанд, онҳо хокаи алюминийи покизаро ба автоклав гузоштанд ва оксидшавии гидротермикиро истифода бурда, як қабати плёнкаи оксиди алюминийро бо ғафсии дақиқи назоратшаванда дар рӯи ҳар як заррачаи алюминий “рӯёнданд”, ба мисли гузоштани қабати зиреҳи сатҳи нано дар болои тӯби алюминий. Ин хокаи "сохтори ядроӣ" ҳангоми чопи лазерии 3D (технологияи SLM) иҷрои аҷиберо нишон медиҳад: сахтӣ нисбат ба маводи алюминийи холис 40% баландтар аст ва устувории ҳарорати баланд ба таври назаррас беҳтар шуда, бевосита ба талаботи дараҷаи авиатсия ҷавобгӯ аст.
Профессор Александр Громов, рохбари лоиха чунин як мисоли равшане овард: «Дар гузашта масолехи композитсионй мисли салатхо буданд — хар кадомаш ба кори худ машгул буданд, хокахои мо мисли сэндвичхо — алюминий ва гилхок хамдигарро кабат ба кабат газанд ва хеч кадоми онхо бе дигаре кор карда наметавонанд». Ин пайвастагии қавӣ ба мавод имкон медиҳад, ки маҳорати худро дар қисмҳои муҳаррики ҳавопаймо ва чаҳорчӯбаҳои ултра сабук нишон диҳад ва ҳатто ба зери шубҳа гузоштани ҳудуди хӯлаҳои титан оғоз кунад.
2. Хирадмандии чинӣ: ҷодугарии сафолҳои «гурӯҳ».
Бузургтарин нуқтаи дарди чопи сафолии гилхок коҳишёбии агломератсия мебошад - тасаввур кунед, ки шумо як фигури гилро бодиққат хамир кардед ва баробари ворид шудан ба танӯр он ба андозаи картошка хурд шуд. Он чӣ қадар мебуд? Дар аввали соли 2024, натиҷаҳое, ки аз ҷониби гурӯҳи профессор Су Ҳайҷун дар Донишгоҳи Политехникии Шимолу Ғарбӣ дар Маҷаллаи Илм ва Технология интишор карда шуданд, ин соҳаро ба роҳ монданд: онҳо як ядрои сафолии гилхокии тақрибан сифрро ба даст оварданд, ки суръати коҳиш ҳамагӣ 0,3% буд.
Сирри он аст, ки илова кунедхокаи алюминийба гилхок ва баъд «сехронаи атмосфера»-ро дакик бозад.
Хокаи алюминийро илова кунед: 15% хокаи алюминии майдаро ба шлами сафолӣ омехта кунед
Атмосфераро назорат кунед: Дар оғози агломератсия муҳофизати гази аргонро истифода баред, то оксидшавии хокаи алюминийро пешгирӣ кунед
Гузариши оқилона: Вақте ки ҳарорат то 1400 ° C боло меравад, ногаҳон атмосфераро ба ҳаво гузаронед
Оксидшавӣ дар ҷои худ: Хокаи алюминий фавран ба қатраҳо об мешавад ва ба оксиди алюминий оксид мешавад ва васеъшавии ҳаҷм коҳишро ҷуброн мекунад
3. Инқилоби бастабандӣ: хокаи алюминий ба "ширеше ноаён" мубаддал мешавад
Дар ҳоле, ки дастаҳои Русия ва Чин дар самти тағир додани хок сахт кор мекунанд, як роҳи дигари техникӣ оромона ба камол расид - истифодаи хокаи алюминий ҳамчун пайвандкунанда. Керамики анъанавӣЧопи 3Dпайвандакҳо асосан қатронҳои органикӣ мебошанд, ки ҳангоми сӯхтани равған холӣ кардани онҳо ковокҳо мемонанд. Патенти як дастаи ватанӣ дар соли 2023 равиши дигарро мегирад: сохтани хокаи алюминий ба бастаи обӣ47.
Хангоми чоп сопло «ширеше»-ро, ки дар таркибаш 50—70 фоиз хокаи алюминй дорад, ба кабати хокаи оксиди алюминий дуруст мепошад. Вақте ки сухан ба марҳилаи обрезӣ меравад, вакуум кашида мешавад ва оксиген аз он мегузарад ва хокаи алюминий дар 200-800 ° C то оксиди алюминий оксид мешавад. Хусусияти васеъшавии ҳаҷми зиёда аз 20% ба он имкон медиҳад, ки сӯрохиҳоро фаъолона пур кунад ва суръати коҳишро то 5% кам кунад. «Ин ба он баробар аст, ки дар як вацт монтаж кардани станка ва сохтани девори нав, пур кардани сурохихои худ! инженер инро хамин тавр тасвир кардааст.
4. Санъати заррахо: галабаи хокаи курак
«Намуди» хокаи гилхок ба таври ғайричашмдошт калиди пешрафтҳо гардид - ин намуди зоҳирӣ ба шакли зарраҳо дахл дорад. Тадқиқот дар маҷаллаи "Open Ceramics" дар соли 2024 иҷрои хокаҳои сферикӣ ва номунтазами гилхокро дар чопи омехта (CF³) муқоиса кардааст5:
Хокаи сферикӣ: мисли реги нозук ҷараён мегирад, суръати пуркунӣ аз 60% зиёд аст ва чоп ҳамвор ва абрешим аст
Хокаи номунтазам: мисли шакари дағал часпида, часпак 40 маротиба зиёдтар аст ва сопло баста мешавад, то ба ҳаёт шубҳа дошта бошад.
Ҳатто беҳтар аст, ки зичии қисмҳои бо хокаи сферикӣ чопшуда пас аз синтеризатсия ба осонӣ аз 89% зиёд мешавад ва сатҳи рӯи он мустақиман ба стандарт мувофиқат мекунад. "Ҳоло кӣ хокаи "зишт" -ро истифода мебарад? Моеъ самаранокии мубориза аст!" Техник табассум карда, хулоса баровард5.
Оянда: Ситораҳо ва баҳрҳо бо хурду зебо якҷоя зиндагӣ мекунанд
Инқилоби чопи 3D хокаи гилхок ҳанӯз ба охир нарасидааст. Саноати ҳарбӣ дар ба кор бурдани ядроҳои наздик ба сифр барои истеҳсоли чархҳои турбофанӣ пешсаф аст; соҳаи биотиббӣ ба мутобиқати биологии худ орзу кард ва ба чопи имплантатҳои фармоишии устухон шурӯъ кард; саноати электроника ба субстратхои гармидихй нигаронида шудааст, — охир, гармигузаронй ва гай-риэлектрикии гилхок ивазнашавандаанд.