कैलिफोर्निया स्थित कंपनी उच्च शक्ति वाले सिरेमिक 3 डी प्रिंटिंग तकनीक विकसित करती है

निजी कंपनी एचआरएल लैबोरेटरीज के शोधकर्ताओं ने एक नई एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग विधि (3 डी प्रिंटिंग) का विकास और प्रदर्शन किया है , जो उच्च शक्ति के सिरेमिक सामग्रियों से उत्पादों के निर्माण की अनुमति देता है। परिणामस्वरूप सामग्री तापमान और भार को रिकॉर्ड करती है।

धातु या प्लास्टिक के विपरीत एक सिरेमिक उत्पाद, वांछित आकार देने के लिए इतना आसान नहीं है। 3 डी प्रिंटिंग आपको लगभग किसी भी आकार के उत्पाद बनाने की अनुमति देता है, लेकिन इसकी मदद से अभी तक सिरेमिक बनाना संभव नहीं है।



"3 डी प्रिंटिंग एक बहुत ही महत्वपूर्ण नई तकनीक है, लेकिन अभी तक इसकी मदद से इंजीनियरिंग विकास के लिए उच्च शक्ति वाले उत्पादों को बनाना असंभव था," सह लेखक कहते हैं, टोबियास स्कैडलर। "हम उच्च शक्ति और गर्मी प्रतिरोधी सिरेमिक बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग को अनुकूलित करना चाहते थे।"

टोबीस काफी सही नहीं है - 3 डी प्रिंटिंग पहले से ही उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, रॉकेट इंजन बनाने के लिए जो 3000 डिग्री सेल्सियस तक तापमान का सामना कर सकता है। लेकिन प्रिंटर पर सिरेमिक, वास्तव में, अभी तक मुद्रित नहीं किया गया है।



एक विशेष बहुलक सामग्री के लिए अर्ध-तैयार उत्पाद के रूप में कार्य करता है। उत्पाद को वांछित आकार देने के बाद, इसे उच्च तापमान प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है, जिसके बाद यह सिरेमिक हो जाता है। नतीजतन, यह कम से कम 2000 K के तापमान का सामना करने की क्षमता प्राप्त करता है (लेखकों में बस तापमान पर नमूनों का परीक्षण करने की क्षमता नहीं थी)।

प्रौद्योगिकी की मूल बातें नई नहीं हैं - 1960 के दशक में, बहुलक-व्युत्पन्न सिरेमिक का आविष्कार किया गया था। ऐसे पॉलिमर में, सिरेमिक (सिलिकॉन, नाइट्रोजन) के मुख्य घटक मौजूद हैं। गर्म करने के बाद, बहुलक, कार्बन डाइऑक्साइड और जैसे बहुलक से वाष्पित हो जाते हैं, जिससे एक सिरेमिक संरचना बनती है जिसमें सिलिकॉन, कार्बन और नाइट्रोजन शामिल होते हैं। परिणामी उत्पाद आकार में कम हो जाता है, लेकिन इसके आकार को बरकरार रखता है।

इस प्रक्रिया में एक नवीनता पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क से पॉलिमराइज्ड पदार्थों का उपयोग था। और इसका मतलब यह है कि आप वांछित उत्पाद को लगभग किसी भी धारावाहिक 3 डी प्रिंटर पर प्रिंट कर सकते हैं ( लेखकों ने बस यही किया: उन्होंने बस एक तैयार प्रिंटर का आदेश दिया)।



पारंपरिक एडिटिव तकनीक के अलावा, जिसमें पॉलीमर एक सब्सट्रेट पर परत द्वारा परत को बाहर किया जाता है, लेखकों ने "स्व-प्रचार लहर-गाइड तकनीक" नामक एक विधि की भी कोशिश की। लब्बोलुआब यह है कि तैयार बहुलक पराबैंगनी विकिरण को प्रसारित करने में सक्षम है, जबकि अर्ध-तैयार उत्पाद ऐसा नहीं कर सकता है। नतीजतन, ध्यान से डिज़ाइन किए गए टेम्पलेट्स का उपयोग करते समय, वर्कपीस के बड़े क्षेत्रों को 3 डी प्रिंटर पर "प्रिंट" करने के बजाय तेजी से कार्य करना संभव है।

पॉलिमराइज्ड प्रीफॉर्म को तब एक भट्टी में गर्म किया जाता था और सिरेमिक उत्पादों को प्राप्त किया जाता था जिसमें 36% ऑक्सीजन, 26% सिलिकॉन, 33% कार्बन और 4% सल्फर होता था।

उच्च गर्मी प्रतिरोध के अलावा, उत्पाद भी बहुत टिकाऊ होते हैं - लेखक एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से बने "मधुकोश" संरचनाओं के साथ अपनी ताकत की तुलना करते हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, उनकी उच्च शक्ति और कम वजन के कारण जाली संरचना का उपयोग "सुपरसोनिक विमान और जेट इंजन" के निर्माण में किया जा सकता है।

Source: https://habr.com/ru/post/hi388745/