رفتن به نوشته‌ها

محققان Skoltech آلیاژ فولاد برنز امیدوار کننده را چاپ سه بعدی می کنند


از طریق ما با همه چیزهایی که در دنیای شگفت انگیز AM اتفاق می افتد به روز باشید لینکدین انجمن.

طبق مقاله ای که توسط Skoltech منتشر شده استدر روسیه، محققان این دانشگاه از یک چاپگر سه بعدی برای ساخت نمونه هایی از آلیاژهای برنز-فولاد – که قبلاً برای علم مواد ناشناخته بود – استفاده کرده و ویژگی های مکانیکی آلیاژها را بررسی کردند. با ترکیب خواص متمایز برنز و فولاد، آلیاژهای جدید را می توان برای ساخت محفظه های احتراق برای موتورهای هواپیما و موشک استفاده کرد که به طور همزمان از توانایی فولاد برای مقاومت در برابر دماهای شدید و ظرفیت برنز برای انتقال گرما از محفظه بهره می برد – بنابراین از موتور جلوگیری می کند. از گرمای بیش از حد این مطالعه در Materials & Design منتشر شد.

ایگور شیشکوفسکی، دانشیار Skoltech Materials گفت: «پرینت سه بعدی برای تولید قطعات کامپوزیتی که دارای خواص دو ماده متمایز تشکیل دهنده کامپوزیت است، امیدوارکننده است. برای مثال در نظر بگیرید که فولاد در برابر دماهای بالای ایجاد شده توسط احتراق سوخت در یک موتور در حال کار مقاوم است. این عالی است، اما در مقایسه با برنز، فولاد یک رسانای حرارتی متوسط ​​است، بنابراین مایع خنک‌کننده موتور نمی‌تواند گرما را به طور موثر از آن خارج کند تا از گرمای بیش از حد و آسیب جلوگیری کند. خوب، با پرینت سه بعدی، می‌توانید با ساخت یک محفظه احتراق که به طور یکپارچه از برنزی در داخل برای مدیریت بهتر دما به فولادی در بیرون برای نگه‌داشتن سازه در کنار هم تبدیل می‌شود، بهترین‌ها را از هر دو دنیا دریافت کنید.

محققان Skoltech آلیاژ برنز-فولاد را چاپ سه بعدی کردند که پتانسیل استفاده برای محفظه های احتراق موتورهای هواپیما و موشک را دارد.
یک میله عمودی ساخته شده از آلیاژ برنز-فولاد شبه همگن ساخته شده توسط محققان. اعتبار: کنستانتین ماکارنکو/Skoltech.

ایگور شیشکوفسکی محقق اصلی این مطالعه بود که اولین سنتز آلیاژ برنز-فولاد را با استفاده از رسوب مستقیم لیزری گزارش کرد. تیم Skoltech برنز و فولاد را به دو روش مختلف ترکیب کردند – به دست آوردن هر دو آلیاژهای شبه همگن و ساختارهای ساندویچی. در اولی، این دو ماده کم و بیش به طور مساوی در سراسر نمونه مخلوط می شوند، در حالی که دومی از یک سری لایه های متناوب به ضخامت 0.25 میلی متر از برنز و فولاد تشکیل شده است. محققان از یک نوع فولاد استفاده کردند اما محتوای آن را در آلیاژ از 25 درصد به 50 درصد تغییر دادند و سه نوع مختلف برنز را آزمایش کردند.

این مطالعه تایید کرد که این دو ماده به خوبی با هم ترکیب شدند، بدون ایجاد نقص، و خواص ساختاری و مکانیکی آلیاژ برنز-فولاد را بررسی کرد. برای انجام این کار، تیم میله‌های عمودی را از پایین به بالا «رشد» کردند و شکل، ترکیب شیمیایی و ریزساختار آنها را بررسی کردند. زمانی که مشکلی پیش می‌آید، شکل نمونه ممکن است به‌طور مشهودی منحرف شود یا در طی پرینت سه‌بعدی به لایه‌هایی تبدیل شود. ایگور شیشکوفسکی توضیح داد که این معمولاً به این معنی است که یا مواد مورد استفاده مناسب نیستند یا شرایط مناسب تنظیم نشده است. محققان که در این مرحله مشکلی پیدا نکردند، اقدام به برش قطعات ریز از قسمت‌های مختلف نمونه‌ها کردند و ساختار داخلی آن‌ها را با میکروسکوپ نوری و الکترونی روبشی بررسی کردند. سپس مشخصات مکانیکی اصلی در طیف وسیعی از آزمایش‌های مکانیکی کامپوزیت‌های ساندویچی به دست آمد که تا نابودی آنها ادامه یافت. این املاک برای اولین بار گزارش شد.

محققان Skoltech آلیاژ برنز-فولاد را چاپ سه بعدی کردند که پتانسیل استفاده برای محفظه های احتراق موتورهای هواپیما و موشک را دارد.
نمونه ای از نمونه فلزی برای آزمایش های مکانیکی. محققان با قرار دادن آن در معرض استرس، استحکام ماده را اندازه گیری می کنند، نقاط ضعیف مانند نقاط قرمز روی نقشه استرس را شناسایی می کنند و حالت های اولیه شکست را تعیین می کنند. اعتبار: کنستانتین ماکارنکو/Skoltech.

اکنون که تایید کرده ایم که فولاد و برنز را می توان در یک آلیاژ ترکیب کرد و با پرینت سه بعدی از طریق رسوب مستقیم لیزری سازگار است و ویژگی های مکانیکی ماده جدید را می دانیم، می توانیم کاربردهای احتمالی آن را بررسی کنیم. به دنبال آینده، من می خواهم یک محفظه احتراق فولاد-برنز در Skoltech تولید و آزمایش کنم، اما فراتر از آن، موارد دیگری امکان پذیر است و می توان از ترکیبات فلزی دیگر استفاده کرد. گام بعدی ایجاد پره های توربین ساخته شده از سوپرآلیاژ تقویت شده با کانال های خنک کننده ساخته شده از برنز خواهد بود. همه چیز در مورد ترکیب مزایای دو ماده متمایز در یک محصول بدون درز بدون هیچ گونه جوشکاری یا اتصالات دیگر است. دانشجوی Skoltech Materials.



منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی