Металургията винаги е имала доста трудна ахилесова пета: ако искате един материал да е много твърд, трябва да приемете, че ще бъде крехък. Това е вечната дилема на закалената стомана, която може да издържи невероятно тегло, но при внезапен, неочакван удар се разбива на парчета като стъкло. Екип от учени от Технологичния институт на Джорджия обаче е решил, че стига толкова и са уцелили право в целта, използвайки... 3D печат с високомощни лазери да създаде нещо, което досега изглеждаше невъзможно.
Процесът включва смесване на равни части алуминий, кобалт, хром, желязо и никел. Използвайки техника на адитивно производство, те са успели да разтопят и охладят тези елементи толкова бързо, че атомите нямат време да се втвърдят. Резултатът е съединение, което е не само три пъти по-устойчив Той не само притежава материалите, които обикновено използваме в традиционните ковачници, но и необходимата гъвкавост, за да абсорбира ударите, без парчето да се счупи на две при първа възможност.
Вътрешна структура, която абсорбира удари
Тайната на този пробив не е само в списъка със съставки, а в начина, по който те се приготвят в принтера. Вместо да се използват традиционни форми, където металите се охлаждат бавно и създават вътрешни напрежения, се използва [неясно - вероятно „специфичен процес“ или „процес“]. система за метално прахово леглоЛазерът преминава над него, разтопявайки праха и замразявайки го почти мигновено, слой по слой. Това създава един вид вътрешна мрежа, микроструктура, която, гледана под микроскоп, наподобява буфер на атомно ниво, който предотвратява разпространението на пукнатини.
Благодарение на това разположение на атомите, материалът е постигнал устойчивост на деформация от 1,3 гигапаскалаХубавото на това е, че когато металът е подложен на брутален натиск, вместо да се разпукат мигновено, атомите се пренареждат, за да издържат на напрежението. Това представлява пълна революция за индустрията, тъй като позволява производството на компоненти, които... Те ни предупреждават, като се деформират, преди да се счупят. напълно, което осигурява жизненоважна граница на маневреност за избягване на сериозни инциденти във всяко съоръжение.
Изключителна безопасност в двигателите и турбините
Ако се замислим къде са най-необходими тези видове материали, авиацията и енергийният сектор са водещи. Вътре в самолетен двигател или електрическа турбина компонентите работят под постоянно напрежение и екстремни температури. С това откритие, което вече е публикувано в престижното списание Nature, инженерите могат да проектират сложни геометрии без заварки, елиминирайки с един замах онези слаби места, където обикновено започват техническите проблеми.
Идеята да не се налага да се търсят нови и редки метали в природата, а просто пренаредим тези, които вече знаем По един по-интелигентен начин, това отваря огромен набор от възможности. Чрез възможността за директно отпечатване на крайната част се пести материал и се постигат много по-леки и по-ефективни машини. В крайна сметка става въпрос за използване на лазерна технология за... да се преодолеят историческите граници на инженерството което ни затрудни малко по отношение на издръжливостта на критичните компоненти.
Свидетели сме на технологичен скок, който превръща адитивното производство в ключов инструмент за мащабна индустриална безопасност. Чрез прецизно комбиниране на тези пет метала е постигната сплав, която съчетава изключителна твърдост с... завидна деформационна способностНещо, което преди се смяташе за научна фантастика. Тази лазерна техника позволява много по-надеждно бъдеще за строителството на тежка инфраструктура, демонстрирайки, че ключът към здравината се крие не само в грубата сила, но и в... как са подредени парчетата на микроскопично ниво.