کشف ساختاری از تیتانیوم به کمک چاپ سه‌بعدی!

پژوهشگران با استفاده از چاپ سه‌بعدی، ساختاری از تیتانیوم ساخته‌اند که نه‌تنها روی آب شناور می‌ماند، بلکه در برابر آب دریا نیز مقاوم است و استحکامی بالاتر از فولاد ضدزنگ دارد. این فناوری می‌تواند صنایع دریایی را متحول کند.

به گزارش مجله خبری نگار/بهار، وبگاه تِک‌اِکسپلور در گزارشی آورده است:

پژوهشگران دانشگاه آرام‌آی‌تی (RMIT) استرالیا برای اولین‌بار موفق به ساخت نوعی ساختار فلزی شناوری شده‌اند که می‌تواند روی آب شناور بماند و در عین حال استحکام بالایی دارد. این دستاورد می‌تواند در ساخت اسکله‌ها، شناور‌ها و حسگر‌های دریایی استفاده شود.

چالش ساخت فلز شناور

دکتر جردن نورون‌ها (Jordan Noronha)، پژوهشگر ارشد مرکز تولید افزایشی دانشگاه آرام‌آی‌تی، توضیح داد که چالش اصلی در ساخت سازه‌های فلزی شناور، ورود آب به منافذ باز آنهاست. این سازه‌ها می‌توانند بسیار سبک باشند (با چگالی کمتر از یک‌دهم آب)، اما منافذ باز آنها باعث می‌شود آب به سازه وارد شود و آن را غرق کند.

۷۰ درصد مقاوم‌تر از فولاد؛ تیتانیومی که غرق نمی‌شود نمونه شناور ساخته‌شده با چاپ سه‌بعدی که در آزمایش‌ها استفاده شد

وی گفت: این موضوع، استفاده از این سازه‌های سبک و مقاوم را برای زیرساخت‌های دریایی غیرممکن می‌کرد؛ اما با پرکردن میله‌های توخالی تیتانیوم با فوم پلی‌اورتان (ماده‌ای سبک و مقاوم)، ساختاری ایجاد کردیم که هم آب از آن عبور می‌کند و هم حتی پس از ترک‌خوردگی و آسیب، شناور می‌ماند.

قانون جدید برای شناوری

پژوهشگران برای دستیابی به این پیشرفت، معیار جدیدی به نام چگالی اسکلتی (Skeletal Density) ارائه دادند. چگالی به نسبت وزن به حجم یک ماده گفته می‌شود. این معیار جدید فقط بخش‌هایی از سازه را در نظر می‌گیرد که آب نمی‌تواند به آنها نفوذ کند (دیواره‌های تیتانیوم و کانال‌های پر از فوم). بر اساس این معیار، اگر چگالی اسکلتی از چگالی مایع اطراف کمتر باشد، سازه شناور می‌ماند.

۷۰ درصد مقاوم‌تر از فولاد؛ تیتانیومی که غرق نمی‌شود دکتر جردن نورون‌ها در حال بررسی نمونه‌ای از تیتانیوم شناور

استحکام بالا و کاربرد‌های گسترده

آزمایش‌ها نشان داد که این سازه تیتانیومی در چگالی یکسان، ۷۰ درصد استحکام بیشتری نسبت به فولاد ضدزنگ یا پلی‌اتیلن با چگالی بالا دارد که به‌طور گسترده در کاربرد‌های دریایی استفاده می‌شوند. نمونه‌های ساخته‌شده بیش از دو ماه در آب شیرین شناور ماندند و پایداری خود را به‌خوبی نشان دادند.

پروفسور ما کیان (Ma Qian)، سرپرست این طرح، گفت: گام بعدی، افزایش مقیاس نمونه‌ها و آزمایش عملکرد آنها در شرایط واقعی دریایی و اعماق دریا است.

وی توضیح داد: با تغییر مواد داخل سازه تیتانیومی، می‌توانیم کاربرد‌های دیگری مانند جذب انرژی، مدیریت حرارتی و کنترل ارتعاشات را نیز هدف قرار دهیم. این ساختار قابلیت تنظیم بالایی دارد و می‌تواند در صنایع مختلفی استفاده شود.

لینک کپی شد

اشتراک‌ گذاری