Kupambana kwa ufa wa Alumina mu zinthu zosindikizira za 3D
Kulowa mu labotale ya Northwestern Polytechnical University, malo oyeretsera kuwalaChosindikizira cha 3D Akungolira pang'ono, ndipo kuwala kwa laser kukuyenda bwino mu matope a ceramic. Patangopita maola ochepa, pakati pa ceramic yokhala ndi kapangidwe kovuta ngati maze yawonekera mokwanira - idzagwiritsidwa ntchito popanga masamba a turbine a injini za ndege. Pulofesa Su Haijun, yemwe akuyang'anira ntchitoyi, analoza ku gawo lofewa ndipo anati: "Zaka zitatu zapitazo, sitinaganizepo za kulondola koteroko. Kupambana kwakukulu kwabisika mu ufa wosawoneka bwino wa alumina."
Kalekale, zoumba za alumina zinali ngati "wophunzira wovuta" m'munda waKusindikiza kwa 3D– mphamvu yake yaikulu, kukana kutentha kwambiri, kutchinjiriza bwino, koma ikasindikizidwa, inali ndi mavuto ambiri. Pansi pa njira zachikhalidwe, ufa wa alumina umakhala wosayenda bwino ndipo nthawi zambiri umatseka mutu wosindikiza; kuchuluka kwa kucheperako panthawi yopaka utoto kumatha kufika pa 15%-20%, ndipo ziwalo zomwe zidasindikizidwa molimbika kwambiri zimawonongeka ndikusweka zikangotenthedwa; nyumba zovuta? Ndi zapamwamba kwambiri. Mainjiniya akuvutika: "Chinthuchi chili ngati wojambula wokakamira, wokhala ndi malingaliro achilengedwe koma manja ake sakwanira."
1. Fomula ya ku Russia: Kuyika "zida za ceramic" paaluminiyamumatrix
Kusintha koyamba kunabwera chifukwa cha kusintha kwa kapangidwe ka zinthu. Mu 2020, asayansi a zinthu ochokera ku National University of Science and Technology (NUST MISIS) ku Russia adalengeza ukadaulo wosokoneza. M'malo mongosakaniza ufa wa aluminiyamu wothira, adayika ufa wa aluminiyamu wothira kwambiri mu autoclave ndipo adagwiritsa ntchito hydrothermal oxidation kuti "akule" wosanjikiza wa filimu ya aluminiyamu wothira wokhala ndi makulidwe oyenera kulamulidwa pamwamba pa tinthu ta aluminiyamu iliyonse, monga kuyika wosanjikiza wa nano-level armor pa mpira wa aluminiyamu. Ufa wa "core-shell structure" uwu ukuwonetsa magwiridwe antchito odabwitsa panthawi yosindikiza ya laser 3D (ukadaulo wa SLM): kuuma kwake ndi kokwera ndi 40% kuposa kwa zinthu zoyera za aluminiyamu, ndipo kukhazikika kwa kutentha kwambiri kumawonjezeka kwambiri, kukwaniritsa zofunikira za ndege.
Pulofesa Alexander Gromov, mtsogoleri wa polojekitiyi, anapereka fanizo lomveka bwino: “Kale, zinthu zopangidwa ndi zinthu zosiyanasiyana zinali ngati masaladi – chilichonse chinali ndi udindo wake; ufa wathu uli ngati masangweji – aluminiyamu ndi alumina zimalumana mzere ndi mzere, ndipo palibe chomwe chingachite popanda china.” Kulumikizana kwamphamvu kumeneku kumalola kuti zinthuzo ziwonetse luso lake m'zigawo za injini ya ndege ndi mafelemu a thupi opepuka kwambiri, ndipo zimayamba ngakhale kulimbana ndi malo a titaniyamu.
2. Nzeru za ku China: matsenga a "kukhazikitsa" zoumba
Chovuta chachikulu cha kusindikiza kwa alumina ceramic ndi kuchepa kwa kutentha - tangoganizirani kuti mwakanda chifaniziro cha dongo mosamala, ndipo chinachepa kukula kwa mbatata chitangolowa mu uvuni. Kodi chingagwere ndalama zingati? Kumayambiriro kwa chaka cha 2024, zotsatira zomwe zinafalitsidwa ndi gulu la Pulofesa Su Haijun ku Northwestern Polytechnical University mu Journal of Materials Science & Technology zinayambitsa makampaniwa: adapeza maziko a alumina ceramic omwe anali pafupifupi osachepa kwambiri ndi kuchuluka kwa kuchepa kwa 0.3% yokha.
Chinsinsi chake ndi kuwonjezeraufa wa aluminiyamukuti achite alumina kenako n’kusewera “matsenga enieni a mlengalenga”.
Onjezani ufa wa aluminiyamu: Sakanizani 15% ya ufa wa aluminiyamu wabwino mu pulasitiki ya ceramic
Lamulirani mlengalenga: Gwiritsani ntchito chitetezo cha mpweya wa argon kumayambiriro kwa kuuma kuti mupewe ufa wa aluminiyamu kuti usapangitse kuti ukhale wokhuthala
Kusinthana mwanzeru: Kutentha kukakwera kufika pa 1400°C, mwadzidzidzi sinthani mlengalenga kukhala mpweya
Kusungunuka kwa aluminiyamu mkati mwa malo: Ufa wa aluminiyamu umasungunuka nthawi yomweyo kukhala madontho ndipo umasungunuka kukhala aluminiyamu, ndipo kukula kwa voliyumu kumalepheretsa kufupika kwa mpweya.
3. Kusintha kwa binder: ufa wa aluminiyamu umasanduka "guluu wosaoneka"
Ngakhale magulu aku Russia ndi aku China akugwira ntchito molimbika pakusintha ufa, njira ina yaukadaulo yakula pang'onopang'ono - pogwiritsa ntchito ufa wa aluminiyamu ngati chomangira.Kusindikiza kwa 3DZomangira makamaka ndi ma resins achilengedwe, omwe amasiya mabowo akamawotchedwa panthawi yochotsa mafuta. Patent ya gulu lapakhomo ya 2023 imagwiritsa ntchito njira yosiyana: kupanga ufa wa aluminiyamu kukhala chomangira chopangidwa ndi madzi47.
Pakusindikiza, nozzle imapopera molondola "guluu" wokhala ndi ufa wa aluminiyamu wa 50-70% pa ufa wa aluminiyamu oxide. Pofika nthawi yochotsa mafuta, vacuum imakokedwa ndipo mpweya umadutsa, ndipo ufa wa aluminiyamu umasinthidwa kukhala aluminium oxide pa 200-800°C. Khalidwe la kukula kwa voliyumu yoposa 20% limalola kuti idzaze ma pores mwachangu ndikuchepetsa kuchepa kwa 5%. "Ndizofanana ndi kugwetsa scaffolding ndikumanga khoma latsopano nthawi yomweyo, kudzaza mabowo anu!" injiniya wina anafotokoza motere.
4. Luso la tinthu tating'onoting'ono: kupambana kwa ufa wozungulira
"Maonekedwe" a ufa wa alumina mosayembekezereka akhala chinsinsi cha kupita patsogolo - mawonekedwe awa akutanthauza mawonekedwe a tinthu. Kafukufuku mu magazini ya "Open Ceramics" mu 2024 adayerekeza magwiridwe antchito a ufa wa alumina wozungulira ndi wosakhazikika mu kusindikiza kwa fused deposition (CF³)5:
Ufa wozungulira: umayenda ngati mchenga wabwino, kuchuluka kwa kudzaza kumapitirira 60%, ndipo kusindikiza kumakhala kosalala komanso kosalala
Ufa wosakhazikika: umamatira ngati shuga wokhuthala, kukhuthala kwake ndi kokwera nthawi 40, ndipo mphuno yake imatsekedwa kuti ikayikire kuti idzakhalapo
Chabwinonso, kuchuluka kwa ziwalo zosindikizidwa ndi ufa wozungulira kumaposa 89% pambuyo poyatsa, ndipo mawonekedwe ake amakwaniritsa muyezo. "Ndani akugwiritsabe ntchito ufa "woyipa" tsopano? Kusungunuka ndi mphamvu yankhondo!" Katswiri wina anamwetulira ndipo anamaliza ndi 5.
Tsogolo: Nyenyezi ndi nyanja zimakhala pamodzi ndi zazing'ono komanso zokongola
Kusintha kwa kusindikiza kwa ufa wa alumina mu 3D sikunathe. Makampani ankhondo atsogola pakugwiritsa ntchito ma cores afupipafupi osapitirira zero popanga masamba a turbofan; gawo la zamankhwala layamba kukonda biocompatibility yake ndipo layamba kusindikiza ma implants a mafupa okonzedwa mwamakonda; makampani a zamagetsi akuyang'ana kwambiri zinthu zotenthetsera kutentha - pambuyo pake, kutentha kwa alumina ndi kutentha kosagwiritsa ntchito magetsi sizingasinthidwe.