3D پرنٽنگ مواد ۾ ايلومينا پائوڊر جي ڪاميابي
نارٿ ويسٽرن پولي ٽيڪنيڪل يونيورسٽي جي ليبارٽري ۾ گھمندي، هڪ روشني علاج ڪندڙ3D پرنٽر ٿورو گونججي رهيو آهي، ۽ ليزر بيم سيرامڪ سلري ۾ صحيح طور تي حرڪت ڪري رهيو آهي. صرف ڪجهه ڪلاڪن کان پوءِ، هڪ سيرامڪ ڪور هڪ پيچيده جوڙجڪ سان گڏ هڪ بھولبلييا وانگر مڪمل طور تي پيش ڪيو ويو آهي - اهو جهاز جي انجن جي ٽربائن بليڊ کي اڇلائڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو. پروفيسر سو هائيجن، جيڪو منصوبي جي انچارج آهي، نازڪ جزو ڏانهن اشارو ڪيو ۽ چيو: "ٽي سال اڳ، اسان اهڙي درستگي بابت سوچڻ جي به همت نه ڪئي هئي. اهم ڪاميابي هن غير واضح ايلومينا پائوڊر ۾ لڪيل آهي."
ڪنهن زماني ۾، ايلومينا سيرامڪس جي شعبي ۾ "مسئلو شاگرد" وانگر هئا3D پرنٽنگ- اعليٰ طاقت، اعليٰ گرمي پد جي مزاحمت، سٺي موصليت، پر هڪ ڀيرو ڇپجڻ کان پوءِ، ان ۾ ڪيتريون ئي مسئلا هئا. روايتي عملن جي تحت، ايلومينا پائوڊر ۾ گهٽ رواني هوندي آهي ۽ اڪثر ڪري پرنٽ هيڊ کي بلاڪ ڪندو آهي؛ سنٽرنگ دوران ڇڪڻ جي شرح 15٪-20٪ تائين ٿي سگهي ٿي، ۽ اهي حصا جيڪي وڏي ڪوشش سان ڇپيا ويا هئا اهي ساڙڻ سان ئي خراب ٿي ويندا ۽ ٽٽي پوندا؛ پيچيده جوڙجڪ؟ اهو اڃا به وڌيڪ عيش عشرت آهي. انجنيئر پريشان آهن: "هي شيءِ هڪ ضدي فنڪار وانگر آهي، جهنگلي خيالن سان پر ڪافي هٿ نه آهن."
1. روسي فارمولو: "سيرامڪ آرمر" کي مٿان رکڻايلومينيمميٽرڪس
پهريون ڀيرو مادي ڊيزائن ۾ انقلاب کان موڙ آيو. 2020 ۾، روس جي نيشنل يونيورسٽي آف سائنس اينڊ ٽيڪنالاجي (NUST MISIS) جي مادي سائنسدانن هڪ تباهي ڪندڙ ٽيڪنالاجي جو اعلان ڪيو. صرف ايلومينيم آڪسائيڊ پائوڊر کي ملائڻ جي بدران، انهن اعليٰ پاڪائي واري ايلومينيم پائوڊر کي آٽو ڪليو ۾ وجهي ڇڏيو ۽ هائيڊروٿرمل آڪسائيڊيشن استعمال ڪيو ته جيئن ايلومينيم آڪسائيڊ فلم جي هڪ پرت کي "وڌائي" سگهجي جنهن ۾ هر ايلومينيم ذرڙي جي مٿاڇري تي صحيح طور تي ڪنٽرول ٿيندڙ ٿلهي هوندي آهي، بلڪل ائين جيئن ايلومينيم بال تي نانو-ليول آرمر جي هڪ پرت رکي ويندي آهي. هي "ڪور-شيل اسٽرڪچر" پائوڊر ليزر 3D پرنٽنگ (SLM ٽيڪنالاجي) دوران شاندار ڪارڪردگي ڏيکاري ٿو: سختي خالص ايلومينيم مواد جي ڀيٽ ۾ 40٪ وڌيڪ آهي، ۽ اعليٰ درجه حرارت جي استحڪام تمام گهڻو بهتر آهي، سڌو سنئون هوائي جهاز جي گريڊ جي گهرجن کي پورو ڪندي.
پروجيڪٽ ليڊر، پروفيسر اليگزينڊر گروموف، هڪ واضح تشبيه ڏني: "ماضي ۾، جامع مواد سلاد وانگر هئا - هر هڪ پنهنجي ڪاروبار جو انچارج هو؛ اسان جا پائوڊر سينڊوچ وانگر آهن - ايلومينيم ۽ ايلومينيم هڪ ٻئي کي پرت کان پرت ڪٽيندا آهن، ۽ نه ئي ٻئي کان سواءِ ڪري سگهن ٿا." هي مضبوط جوڙو مواد کي جهاز جي انجن جي حصن ۽ الٽرا لائيٽ باڊي فريم ۾ پنهنجي صلاحيت ڏيکارڻ جي اجازت ڏئي ٿو، ۽ ٽائيٽينيم مصر جي علائقي کي به چئلينج ڪرڻ شروع ڪري ٿو.
2. چيني حڪمت: سيرامڪس کي "سيٽنگ" ڪرڻ جو جادو
ايلومينيما سيرامڪ پرنٽنگ جو سڀ کان وڏو ڏکوئيندڙ نقطو سنٽرنگ سِرڪڻ آهي - تصور ڪريو ته توهان هڪ مٽيءَ جي شڪل کي احتياط سان گوندھ ڪيو، ۽ اهو تندور ۾ داخل ٿيندي ئي آلو جي سائيز تائين سُڪجي ويو. اهو ڪيترو ٽٽي پوندو؟ 2024 جي شروعات ۾، نارٿ ويسٽرن پولي ٽيڪنيڪل يونيورسٽي ۾ پروفيسر سو هائيجن جي ٽيم پاران جرنل آف ميٽيريلز سائنس اينڊ ٽيڪنالاجي ۾ شايع ٿيل نتيجن صنعت کي شروع ڪيو: انهن کي صرف 0.3٪ جي سُرڪڻ جي شرح سان تقريبن صفر سُرڪڻ وارو ايلومينيما سيرامڪ ڪور مليو.
راز شامل ڪرڻ آهيايلومينيم پائوڊرايلومينيم ڏانهن ۽ پوءِ هڪ صحيح "ماحول جو جادو" کيڏڻ.
ايلومينيم پائوڊر شامل ڪريو: سيرامڪ سلري ۾ 15 سيڪڙو نفيس ايلومينيم پائوڊر ملايو.
ماحول کي ڪنٽرول ڪريو: ايلومينيم پائوڊر کي آڪسائيڊ ٿيڻ کان روڪڻ لاءِ سنٽرنگ جي شروعات ۾ آرگن گيس تحفظ استعمال ڪريو.
سمارٽ سوئچنگ: جڏهن گرمي پد 1400 ° C تائين وڌي وڃي، اوچتو ماحول کي هوا ۾ تبديل ڪريو
ان-سيٽو آڪسائيڊيشن: ايلومينيم پائوڊر فوري طور تي قطرن ۾ ڳري ويندو آهي ۽ ايلومينيم آڪسائيڊ ۾ آڪسائيڊ ٿي ويندو آهي، ۽ حجم جي توسيع سڪڙڻ کي ختم ڪري ٿي.
3. بائنڊر انقلاب: ايلومينيم پائوڊر "پوشیدہ گلو" ۾ بدلجي ٿو.
جڏهن ته روسي ۽ چيني ٽيمون پائوڊر جي ترميم تي سخت محنت ڪري رهيون آهن، هڪ ٻيو ٽيڪنيڪل رستو خاموشي سان پختو ٿي چڪو آهي - ايلومينيم پائوڊر کي بائنڊر طور استعمال ڪندي. روايتي سيرامڪ3D پرنٽنگبائنڊر گهڻو ڪري نامياتي رال هوندا آهن، جيڪي ڊيگريسنگ دوران ساڙڻ تي گفا ڇڏيندا آهن. هڪ گهريلو ٽيم جو 2023 پيٽنٽ هڪ مختلف طريقو اختيار ڪري ٿو: ايلومينيم پائوڊر کي پاڻي تي ٻڌل بائنڊر ۾ ٺاهڻ 47.
پرنٽنگ دوران، نوزل صحيح طور تي ايلومينيم آڪسائيڊ پائوڊر پرت تي 50-70٪ ايلومينيم پائوڊر تي مشتمل "گلو" اسپري ڪري ٿو. جڏهن ڊيگريزينگ اسٽيج جي ڳالهه اچي ٿي، ته ويڪيوم ڪڍيو ويندو آهي ۽ آڪسيجن کي منتقل ڪيو ويندو آهي، ۽ ايلومينيم پائوڊر کي 200-800 °C تي ايلومينيم آڪسائيڊ ۾ آڪسائيڊ ڪيو ويندو آهي. 20٪ کان وڌيڪ حجم جي توسيع جي خاصيت ان کي فعال طور تي سوراخن کي ڀرڻ ۽ ڇڪڻ جي شرح کي 5٪ کان گهٽ ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي. "اهو اسڪافولڊنگ کي ختم ڪرڻ ۽ ساڳئي وقت هڪ نئين ڀت ٺاهڻ جي برابر آهي، پنهنجا سوراخ پاڻ ڀرڻ!" هڪ انجنيئر ان کي هن طرح بيان ڪيو.
4. ذرڙن جي فن: گول پائوڊر جي فتح
ايلومينا پائوڊر جو "ظاهر" غير متوقع طور تي ڪاميابين جي ڪنجي بڻجي ويو آهي - هي ظاهر ذرڙن جي شڪل ڏانهن اشارو ڪري ٿو. 2024 ۾ جرنل "اوپن سيرامڪس" ۾ هڪ مطالعي ۾ فيوزڊ ڊيپوزيشن (CF³) پرنٽنگ ۾ گول ۽ بي ترتيب ايلومينا پائوڊر جي ڪارڪردگي جو مقابلو ڪيو ويو آهي5:
گول پائوڊر: نفيس ريتي وانگر وهندو آهي، ڀرڻ جي شرح 60٪ کان وڌيڪ آهي، ۽ ڇپائي هموار ۽ ريشمي آهي.
غير منظم پائوڊر: ٿلهي کنڊ وانگر ڦاسي پيو، ويسڪوسيٽي 40 ڀيرا وڌيڪ آهي، ۽ نوزل کي زندگي تي شڪ ڪرڻ لاءِ بلاڪ ڪيو ويو آهي.
اڃا به بهتر، گولائي پائوڊر سان ڇپيل حصن جي کثافت سنٽرنگ کان پوءِ آساني سان 89٪ کان وڌي ويندي آهي، ۽ مٿاڇري جي ختم ٿيڻ سڌو سنئون معيار تي پورو لهندي آهي. "ڪير اڃا تائين "بدصورت" پائوڊر استعمال ڪري ٿو؟ رواني جنگي اثرائتي آهي!" هڪ ٽيڪنيشن مسڪرايو ۽ نتيجو ڪڍيو 5.
مستقبل: تارا ۽ سمنڊ ننڍڙن ۽ خوبصورت سان گڏ رهن ٿا
ايلومينيا پائوڊر جو 3D پرنٽنگ انقلاب اڃا ختم نه ٿيو آهي. فوجي صنعت ٽربوفين بليڊ ٺاهڻ لاءِ صفر جي ويجهو ڇڪڻ واري ڪور کي لاڳو ڪرڻ ۾ اڳواڻي ڪئي آهي؛ بايوميڊيڪل فيلڊ ان جي بايو مطابقت کي پسند ڪيو آهي ۽ ڪسٽمائيزڊ هڏن جي امپلانٽس کي پرنٽ ڪرڻ شروع ڪيو آهي؛ اليڪٽرانڪس انڊسٽري گرمي جي ضايع ڪرڻ جي سبسٽريٽس کي نشانو بڻايو آهي - آخرڪار، ايلومينيا جي حرارتي چالکائي ۽ غير برقي چالکائي ناقابل بدل آهن.