Mucize Bir Titanyum Malzemesi Arabaları ve Binaları İnanılmaz derecede Sağlam Hale Getirebilir

[™ Admin]

Mucize Bir Titanyum Malzemesi Arabaları ve Binaları İnanılmaz derecede Sağlam Hale Getirebilir

Gelişmiş metal 3D yazıcılarla desteklenen bilim insanları, artık yük stresini iç desteklere dağıtan, doğadan ilham alan kafes yapıları oluşturabiliyor.

Araştırmacılar yakın zamanda yeni bir meta malzemeden bir kafes küpü yaptılar; bu malzeme benzer yoğunluktaki havacılık alaşımlarından yüzde 50 daha güçlü ve Avustralya'nın Melbourne kentindeki RMIT Üniversitesi tarafından geliştirildi.

Etkileyici bir gelişme olsa da, meta malzeme ileri bir üretim süreci gerektiriyor, bu da yakın zamanda uçağa (veya başka bir şeye) uygulanmayacağı anlamına geliyor.

Doğa bir mühendisin en büyük öğretmenidir. İnsanlar sivrisineklerden cerrahi iğneler, ateşböceklerinden LED ampuller ve hatta sinek kuşlarından helikopter teknolojisini geliştirdiler. En zorlu havacılık ve uzay malzemelerinden bazılarını yaratmak için mühendisler, Viktorya dönemi nilüferlerinde ve dayanıklı organ borusu mercanlarında bulunan içi boş dikmelerdeki kafes yapılarını yeniden yaratarak evrimin taktik kitabından bir sayfa kopardılar.

Bununla birlikte, sınırlı üretim yeteneği bu kafes yapılarının yük taşıma potansiyellerini karşılayamadığı anlamına geldiğinden, bu doğal yapıların yeniden yaratılması mühendislik açısından baş ağrısı olmuştur. Neyse ki, 3D baskı çağı artık mühendislerin doğanın hafif ama dayanıklı sırlarını açığa çıkarmasına olanak tanıyan bir ustalık düzeyi sunuyor.

Advanced Materials dergisinde yayınlanan yeni bir makalede, Avustralya'nın Melbourne kentindeki Royal Melbourne Teknoloji Enstitüsü (RMIT) Üniversitesi'nden bilim adamları, havacılık endüstrisinde kullanılan dökme magnezyum alaşımı WE54'ten yüzde 50 daha güçlü olan 3D baskılı bir meta malzeme yarattılar (ki bunlar havacılık endüstrisinde kullanılan WE54'tür). benzer yoğunluktadır). Ekip, bu içi boş "hücresel yapılar" ile ilgili ortak bir problemin üstesinden geldi; stresin payandanın belirli alanlarında yoğunlaşması nedeniyle erken bir arızaya yol açtı. Bunun yerine bilim insanları, yük taşıyan "sıcak noktaları" önlemek ve aynı zamanda yapı boyunca çatlakları saptırmak için yük stresini eşit şekilde dağıtan çoklu topolojili bir kafes tasarladılar.

RMIT Üniversitesi profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Ma Qian bir basın açıklamasında, "Çoğu topoloji için, malzemenin yarısından azının esas olarak sıkıştırma yükünü taşıması yaygındır, ancak daha büyük malzeme hacmi yapısal olarak önemsizdir" dedi. "İçinde ince bir bant bulunan içi boş boru şeklinde bir kafes yapısı tasarladık. Bu iki unsur birlikte, doğada daha önce hiç bir arada görülmeyen güç ve hafifliği gösteriyor… Stresi eşit şekilde dağıtmak için iki tamamlayıcı kafes yapısını etkili bir şekilde birleştirerek, stresin normalde yoğunlaştığı zayıf noktalardan kaçınıyoruz.”

Bu ultra dayanıklı, çok topolojili kafesin oluşturulması, tipik masaüstü 3D yazıcınızdan çok daha karmaşık olan RMIT lazer toz yataklı füzyon (L-PBF) yazıcısı sayesinde mümkündür. Adından da anlaşılacağı gibi bu makine, yüksek güçlü lazer ışınları kullanılarak yerine eritilen metal tozu kullanıyor. 2023 tarihli ayrı bir RMIT araştırmasına göre, bu yazıcı "parça geometrisine çok az tasarım kısıtlaması getiriyor… son derece özelleştirilebilir karmaşık parçaların üretimini mümkün kılıyor."

Bu inanılmaz derecede üretim özgürlüğü, araştırmacıların yalnızca ultra güçlü kafes küpler oluşturmasına değil, aynı zamanda bunları birkaç metreden yalnızca birkaç milimetreye kadar çeşitli boyutlarda oluşturmasına ve çeşitli endüstrilerdeki potansiyel uygulamalarını genişletmesine olanak tanıdı. Malzeme ayrıca korozyona ve ısıya karşı da dayanıklı ve 350 santigrat dereceye kadar sıcaklıklara dayanabiliyor (gerçi bilim adamları 600 santigrat derecelik bir eşiğin mümkün olduğundan eminler).

Bu son derece güçlü metamateryali keşfetmek birinci adım olsa da, böylesine karmaşık bir nesneyi uygun ölçekte üretmek tamamen başka bir zorluktur. Bunun temel nedeni, araştırmacıların açıkça itiraf ettiği gibi, "herkesin deposunda lazer toz yataklı füzyon makinesi bulunmamasıdır."

Ancak bunu yaptıklarında doğanın harikaları bir kez daha avuçlarımızın içinde olacak.

Kaynak: Popular Mechanics