- يمكن الآن طباعة كربيد التنغستن دون ذوبانه أو تدمير قوته
- يعمل الليزر والسلك الساخن على تليين المعدن بما يكفي لربط الطبقات
- يؤدي تجنب الذوبان الكامل إلى تقليل العيوب التي كانت تمنع سابقًا تصنيع الإضافات المعدنية
معظم الناس على دراية بالطابعات ثلاثية الأبعاد التي تصنع قطعًا بلاستيكية أو ألعابًا أو أدوات بسيطة، لكن طباعة المعادن أكثر صعوبة بكثير.
والسبب هو أن المعادن تتطلب حرارة عالية للغاية وتتفاعل بشكل سيئ عند تسخينها وتبريدها بسرعة كبيرة.
ومع ذلك، في إنجاز كبير، أظهر العلماء في جامعة هيروشيما الآن أنه يمكن الآن طباعة كوبالت كربيد التنغستن بشكل ثلاثي الأبعاد باستخدام طريقة مختلفة.
بدلًا من صهر المعدن بالكامل، تقوم العملية بتسخينه بما يكفي لتليينه. وهذا يسمح للمادة بالترابط طبقة بعد طبقة دون فقدان بنيتها الداخلية.
تستخدم الطريقة الليزر وسلكًا ساخنًا لتليين قضيب الكربيد الصلب أثناء الطباعة.
يتم أيضًا وضع طبقة رقيقة من سبائك النيكل بين الطبقات المطبوعة لمساعدتها على الالتصاق ببعضها البعض بشكل أكثر موثوقية.
ونظرًا لأن المعدن لم يذوب بالكامل، فإن النتيجة المطبوعة تتجنب العديد من العيوب التي شوهدت في المحاولات السابقة.
أفاد الباحثون أن المادة المطبوعة النهائية تصل إلى صلابة تزيد عن 1400 هرتز، دون إدخال أي عيوب أو تحلل.
هذا المستوى من الصلابة أقل بقليل من المواد مثل الياقوت والألماس، وهو أمر غير معتاد بالنسبة للأجزاء المعدنية المطبوعة ثلاثية الأبعاد.
يستخدم كربيد التنغستن على نطاق واسع في أدوات القطع والبناء، وهو من أصعب المواد الهندسية المستخدمة اليوم.
عادة ما يتم تصنيع هذه الأدوات عن طريق تشكيل كتل صلبة من المواد، مما يخلق كمية كبيرة من النفايات.
إن القدرة على الطباعة ثلاثية الأبعاد الخالية من العيوب، يمكن أن تقلل الكربيدات الصناعية من المواد المهدرة وتسمح بجعل الأجزاء أقرب إلى شكلها النهائي.
ولا تزال العملية الحالية تعاني من التشقق في بعض الحالات، كما أن إنتاج الأشكال المعقدة ليس من السهل بعد.
وقال كيتا ماروموتو، الأستاذ المساعد في كلية الدراسات العليا للعلوم المتقدمة والهندسة بجامعة هيروشيما: “إن أسلوب تشكيل المواد المعدنية عن طريق تليينها بدلاً من صهرها بالكامل هو أمر جديد”.
“من الممكن تطبيقها ليس فقط على الكربيدات الأسمنتية، التي كانت محور هذه الدراسة، ولكن أيضًا على مواد أخرى.”
على الرغم من التقدم، فإن هذا العمل لا يعني أنه سيتم قريبًا طباعة أجزاء التنغستن في الإعدادات اليومية.
تظل الطباعة المعدنية أبطأ وأكثر تكلفة ويصعب التحكم فيها مقارنة بالطباعة البلاستيكية.
ويقول الباحثون إن هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات على العملية لتقليل التشققات والسماح بتصميمات أكثر تعقيدًا.
تبدو فكرة تليين المعادن بدلاً من صهرها واعدة، لكن قيمتها في العالم الحقيقي ستعتمد على ما إذا كانت قادرة على التوسع والتكرار بشكل موثوق والعمل خارج بيئات الاختبار.
عبر أجهزة توم
اتبع TechRadar على أخبار جوجل و أضفنا كمصدر مفضل للحصول على أخبار الخبراء والمراجعات والآراء في خلاصاتك. تأكد من النقر على زر المتابعة!
وبالطبع يمكنك أيضًا اتبع TechRadar على TikTok للحصول على الأخبار والمراجعات وفتح الصناديق في شكل فيديو، والحصول على تحديثات منتظمة منا على واتساب أيضاً.
التعليقات