3D-prinditud ülitugev keraamiline materjal talub 1700 kraadist temperatuuri

Jan 26, 2024 Jäta sõnum

Ameerika Ühendriikide HRL Laboratory ametlik veebisait teatas, et labori teadlased on teinud 3D-printimise tehnoloogia vallas suure läbimurde. Nad on välja töötanud uue tehnoloogia, mis kasutab 3D-printimist ülitugevate keraamiliste materjalide tootmiseks, millel pole mitte ainult keerukaid kujundeid, vaid nad taluvad ka kõrgeid temperatuure üle 1700 kraadi Celsiuse järgi, mis eeldatavasti mängib rolli kosmose- ja mikro- elektromehaanilised väljad tulevikus.

 

Keraamikal on palju kasulikke omadusi, nagu kõrge tugevus, kõrge kõvadus ning korrosiooni- ja kulumiskindlus, kuid neil on ka "Achilleuse kand" - sellest ei saa lihtsalt keerulisi kujundeid. 3D-printimise tehnoloogia võib muuta keraamika keeruka kujuga, kuid keraamika ülikõrge sulamistemperatuur piirab selle meetodi kasutamist. Praegu pole mitmed keraamilise 3D-printimise tehnoloogiad mitte ainult ebaefektiivsed, vaid ka prinditavatel toodetel on sageli pragusid. Kuid nüüd on HRL Labi teadlastel tänu keerukale valguskõvastuvale kiirele prototüüpimisprotsessile 3D-prinditud kompaktsed, kõrge temperatuurikindlad, erineva kujuga keraamilised osad.

 

Uues uuringus lõid keemiainsener Zack Ecker ja keemik Chao-yin Zhou ränist, lämmastikust ja hapnikust koosneva vaigukoostise, mis 3D-printeri sees ultraviolettkiirega kokku puutudes kõvastus. Keraamilise lähteainena tuntud vaiku saab 3D-printida erineva kuju ja suurusega osadeks ning prinditud materjal muutub ülekuumenemisel ülitugevaks, täistihedaks keraamikaks.

 

HRL-i labori materjaliteadlase Tobias Scheidleri sõnul on uus meetod 100–1,000 korda tõhusam kui varasemad 3D-keraamilised printimistehnikad ja 10 korda tugevam kui sarnased materjalid.

 

Teadlased usuvad, et seda ülitugevat, kõrgele temperatuurile vastupidavat keraamikat saab kasutada reaktiivmootorite ja ülihelikiirusega lennukite suurte osade, aga ka mikroelektromehaaniliste süsteemide keerukate komponentide, näiteks pisikeste andurite valmistamisel, ja paljudes teistes valdkondades.