روش جدید چاپ سه بعدی با جوهرهای پودر فلزی

علمی پژوهشی
Print Friendly

تیمی متشکل از مهندسان دانشگاه شمال غرب آمریکا روشی جدید برای چاپ ۳ بعدی اشیا فلزی با استفاده از پودر فلز و زنگار یافته اند.

مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت): در حالی که روش های کنونی مبتنی بر بسترهای پودر فلز و  پرتوهای لیزری یا الکترونی است،‌ در روش جدید از جوهرهای مایع و کوره های متداول استفاده می شود. تیم محققان بیان کرده است که این روش جدید برای گستره وسیع تری از  فلزات، مخلوط های فلزی، آلیاژها، و اکسیدها و ترکیبات فلزی قابل استفاده خواهد بود.

اهمیت روش جدید از آن جهت است که تاکنون پیشرفته ترین روش های چاپ فلزات محدود به نوع فلز و آلیاژ قابل چاپ و همچنین انواع معماری های قابل ساخت بوده است، زیرا این روش امکان استفاده از معماری ها و فلزات بسیار بیشتری را جهت چاپ میدهد و در نتیجه می تواند درهای جدیدی را به روی کاربردهای مختلف بگشاید.

روش های متداول چاپ ۳بعدی ساختارهای فلزی، زمان بر و پرهزینه می باشند. این فرآیندها به منبع انرژی نیاز دارند، نظیر پرتوهای الکترونی یا لیزری متمرکز که درسرتاسر بستر پودر فلز حرکت می کنند،‌ و معماری جسم را در یک لایه مجزا بوسیله گداختن و آمیختن ذرات پودر به یکدیگر، تعریف می کنند. پودر جدید بر بالای لایه پیشین قرار می گیرد، و این مراحل آنقدر تکرار می شود تا جسم ۳بعدی ساخته شود.

روش مهندسی جدید، رویکرد پرتوهای انرژی و بستر پودر را کنار گذاشته است و بجای آن جوهر مایعی ساخته که از پودر فلز یا ترکیبی از فلزات، حلال ها و عامل اتصال دهنده الاستومری درست شده است. این روش امکان چاپ ساختارهای پودری فشرده را با استفاده از فرآیند تزریق-اکستروژن میسر می سازد که در آن جوهر بوسیله یک نازل در درجه حرارت اتاق پخش می شود.

باوجود شروع کار با یک جوهر مایع، ماده اکسترود شده تبدیل به جامد می شود و با ماده اکسترود شده ی پیشین درمی آمیزد و امکان ساخت اجسام بسیار بزرگ را فراهم می آورد. سپس پودرها در یک کوره، گرمادهی و سخت می شوند.

روش جدید می تواند برای چاپ باتری ها، ‌سلول های سوختی از نوع اکسید جامد، ایمپلنت های طبی، و قطعات مکانیکی در ساختارهای بزرگی نظیر هواپیماها یا راکت ها مورد استفاده قرار گیرد.

این فرآیند همچنین می تواند سبب ساده تر شدن توسعه معماری های یکپارچه و پیچیده تر توسط سرعت بخشیدن به ساخت و آسان تر کردن افزایش مقیاس، شود. پس از آنکه اشیا چاپ شدند، و قبل از آنکه بوسیله گرما سخت شوند، ساختاری که “جسم سبز” نام دارد، بعلت وجود عامل اتصال دهنده پلیمری الاستیک که دربرگیرنده پودرهای فلزی غیرمتصل می باشد، انعطاف پذیرتر می شود.

محققان برای این کار از یک پلیمر بایومدیکال که عموما در محصولات بالینی نظیر بخیه بکار می رود استفاده کرده اند.

زمانی که آنها از این پلیمر به عنوان عامل اتصال استفاده کردند، اجسام سبزی تولید شد که علی رغم دارا بودن مقادیر زیادی از پودر به همراه تنها مقدار بسیار کمی عامل چسبنده، از استحکام بالایی برخوردار بودند. این اشیا قابلیت تاه خوردن و خم شدن را دارند و می توانند به اندازه صدها لایه ضخامت داشته باشند بدون آنکه خُرد شوند. محققین معتقدند که سایر عوامل چسبنده چنین ویژگی هایی را که منجر به چاپ ۳بعدی اشیا شوند ایجاد نمی کنند در حالیکه مواد مورد استفاده توسط این محققین به آنها این اجازه را می دهد که پیش از گرمایش تغییراتی در آنها بوجود آورند و معماری های مختلف بسیاری را که تاکنون در چاپ ۳بعدی فلزات دیده نشده است را خلق کنند.

چاپ ۳ بعدی ساختار مشبک مس با استفاده از روش جدید

3D Cooper

منبع: materials today

0
telegram.png

نظر بگذارید