Metalurgi sentiasa mempunyai kelemahan yang agak menyusahkan: jika anda mahukan bahan yang sangat keras, anda perlu menerima bahawa ia akan rapuh. Ia adalah dilema abadi keluli tempered, yang boleh menahan berat yang luar biasa tetapi, berhadapan dengan pukulan yang tiba-tiba dan tidak dijangka, akhirnya berkecai menjadi kepingan seperti kaca. Walau bagaimanapun, satu pasukan saintis di Georgia Tech telah memutuskan bahawa sudah cukup dan mereka telah berjaya menggunakan Percetakan 3D dengan laser berkuasa tinggi untuk mencipta sesuatu yang sebelum ini kelihatan mustahil.
Proses ini melibatkan pencampuran bahagian yang sama rata aluminium, kobalt, kromium, besi dan nikel. Menggunakan teknik pembuatan bahan tambahan, mereka telah berjaya mencairkan dan menyejukkan unsur-unsur ini dengan begitu cepat sehingga atom tidak mempunyai masa untuk menjadi tegar. Hasilnya adalah sebatian yang bukan sahaja tiga kali lebih tahan lasak Ia bukan sahaja mempunyai bahan yang biasa kita gunakan dalam tempaan tradisional, tetapi juga fleksibiliti yang diperlukan untuk menyerap hentaman tanpa kepingan itu patah dua pada peluang pertama.
Struktur dalaman yang menyerap hentakan
Rahsia kepada penemuan ini bukan sekadar senarai bahan-bahan, tetapi bagaimana ia dimasak dalam pencetak. Daripada menggunakan acuan tradisional, di mana logam menyejuk perlahan-lahan dan menghasilkan tekanan dalaman, satu [tidak jelas - mungkin "proses tertentu" atau "satu proses"] digunakan. sistem katil serbuk logamLaser melaluinya, mencairkan serbuk dan membekukannya hampir serta-merta, lapisan demi lapisan. Ini mewujudkan sejenis rangkaian dalaman, mikrostruktur yang, dilihat di bawah mikroskop, menyerupai penimbal peringkat atom yang menghalang retakan daripada merebak.
Hasil daripada susunan atom ini, bahan tersebut telah mencapai rintangan terhadap ubah bentuk 1,3 gigapascalPerkara yang hebat tentang ini ialah, apabila logam dikenakan tekanan yang kuat, atom-atom tersebut tidak akan patah serta-merta, sebaliknya menyusun semula diri mereka untuk menahan tekanan tersebut. Ini mewakili pengubah keadaan sepenuhnya untuk industri ini, kerana ia membolehkan pembuatan komponen yang Mereka memberi amaran kepada kita dengan mengubah bentuk sebelum ia pecah. sepenuhnya, yang menyediakan margin kebolehgerakan yang penting bagi mengelakkan kemalangan serius di mana-mana kemudahan.
Keselamatan yang melampau dalam enjin dan turbin
Jika kita berhenti sejenak untuk memikirkan di mana bahan-bahan jenis ini paling diperlukan, penerbangan dan sektor tenaga akan menerajui. Di dalam enjin pesawat atau turbin elektrik, komponen-komponen tersebut berfungsi di bawah tekanan berterusan dan suhu yang melampau. Dengan penemuan ini, yang telah diterbitkan dalam jurnal berprestij Nature, jurutera boleh mereka bentuk geometri kompleks tanpa kimpalan, menghapuskan sekaligus titik lemah di mana masalah teknikal biasanya bermula.
Idea untuk tidak perlu mencari logam baharu dan jarang ditemui di alam semula jadi, tetapi sekadar susun semula yang telah kita ketahui Dengan cara yang lebih bijak, ia membuka pelbagai kemungkinan. Dengan dapat mencetak bahagian akhir secara langsung, bahan dapat dijimatkan dan mesin yang lebih ringan dan lebih cekap dapat dicapai. Akhirnya, ia adalah mengenai penggunaan teknologi laser untuk untuk memecahkan batasan sejarah kejuruteraan yang membuatkan kami agak tersekat dari segi ketahanan komponen kritikal.
Kita sedang menyaksikan lonjakan teknologi yang mengubah pembuatan bahan tambahan menjadi alat utama untuk keselamatan perindustrian berskala besar. Dengan menggabungkan lima logam ini dengan begitu tepat, aloi telah dicapai yang menggabungkan kekerasan yang melampau dengan... kapasiti ubah bentuk yang dicemburuiSesuatu yang sebelum ini dianggap sebagai fiksyen sains. Teknik laser ini membolehkan masa depan yang lebih andal untuk pembinaan infrastruktur berat, menunjukkan bahawa kunci kepada kekuatan bukan sahaja terletak pada kekerasan, tetapi juga pada bagaimana kepingan-kepingan itu disusun pada tahap mikroskopik.