سبیکه أخف وأکثر لیونه للطباعه المعدنیه ثلاثیه الأبعاد

وکاله آریا للأنباء - طوّر علماء فی جامعه العلوم والتکنولوجیا "MISIS" الروسیه، مسحوق سبیکه من الألومنیوم والکالسیوم یجمع بین القوه العالیه ودرجه لیونه (مطیلیه) تفوق بخمسه أضعاف نظیراتها من المواد الأخرى، مع الحفاظ على خصائصها عند درجات حراره تصل إلى 300 درجه...

تتیح تقنیه الطباعه المعدنیه ثلاثیه الأبعاد إنتاج أجزاء معقده یصعب أو یستحیل تصنیعها بطرق الصب التقلیدیه. ومع ذلک، یجب أن تعالج المواد المستخدمه فی هذه العملیه تحدیاً هندسیاً صعباً؛ إذ یتعین علیها أن تکون قویه بما یکفی لتحمل الأحمال الثقیله، وفی الوقت نفسه مرنه (مطیلیه) بما یکفی للتشکّل دون التعرض لتصدع مفاجئ.لماذا تواجه سبائک الألومنیوم التقلیدیه صعوبات مع الحراره؟تعتمد الطباعه المعدنیه ثلاثیه الأبعاد باستخدام اللیزر عادهً على سبائک "السیلومین" (Silumins)، وهی سبائک تتکون بشکل أساسی من الألومنیوم والسیلیکون، ورغم فائده هذه السبائک فی التصنیع بالإضافه (الطباعه ثلاثیه الأبعاد)، إلا أن تعرضها للحراره لفترات طویله قد یقلل من قوتها بشکل کبیر، کما یصعب تحسین خصائصها باستخدام طرق المعالجه الحراریه التقلیدیه.یمکن للمهندسین زیاده مقاومه سبائک الألومنیوم للحراره عن طریق إضافه عناصر مثل النیکل أو السیریوم أو النحاس، لکن العیب یکمن فی أن هذه الإضافات قد تزید من کثافه الماده وتکلفتها.الجمع بین القوه واللیونهتُعد القدره على الجمع بین القوه واللیونه واحده من أهم النتائج المحققه، فقد صمدت عینات الاختبار أمام إجهادات شد تصل إلى 366 میجاباسکال، مع قدرتها على الاستطاله بنسبه تقارب 30% قبل حدوث الانهیار.تشیر "اللیونه" إلى مدى قدره الماده على التشکل أو التمدد قبل أن تنکسر،وتکتسب هذه الخاصیه أهمیه بالغه؛ لأن الماده شدیده القوه قد تنهار فجأه عند تعرضها لأحمال زائده. فی المقابل، یمکن للسبیکه الأکثر لیونه أن تمتص التشوهات قبل حدوث الکسر، مما یقلل من مخاطر الانهیار المیکانیکی المفاجئ.الماده تحافظ على صلابتها عند درجه حراره 300 مئویهقد تکون خصائص السبیکه وسلوکها عند درجات الحراره المرتفعه بنفس أهمیه قوتها فی درجه حراره الغرفه، فبعد تسخینها إلى 300 درجه مئویه، لم تظهر الماده الجدیده أی فقدان یُذکر فی الصلابه. وفی المقابل، تشیر تقدیرات الباحثین إلى أن سبائک الألومنیوم والسیلیکون التقلیدیه قد تفقد ما یقرب من ثلث صلابتها فی ظل ظروف تسخین مماثله.وهذا ما یجعل نظام سبائک الألومنیوم والکالسیوم مثیراً للاهتمام بشکل خاص للمکونات التی تتعرض للحراره أثناء التشغیل.لماذا یُعد هذا الأمر مهما للتصنیع بالإضافه (الطباعه ثلاثیه الأبعاد)لا تقتصر أهمیه هذا التطور على کون السبیکه أقوى أو أکثر مقاومه للحراره بحد ذاتها؛ بل تکمن قیمتها فی الجمع بین عده خصائص مفیده فی ماده صُممت خصیصاً للطباعه ثلاثیه الأبعاد باللیزر، وهی: القوه العالیه، واللیونه الکبیره، وانخفاض المسامیه، وتقلیل الاعتماد على عناصر سبائکیه باهظه الثمن، واستقرار الصلابه بعد التسخین.وتکتسب هذه المجموعه من الخصائص أهمیه بالغه نظراً لتزاید استخدام التصنیع بالإضافه فی إنتاج المکونات المعقده التی تتطلب توازناً دقیقاً بین الوزن والموثوقیه،فالسبیکه خفیفه الوزن القادره على تحمل التشوه ودرجات الحراره المرتفعه یمکن أن توسع نطاق الأجزاء التی یمکن تصنیعها بهذه الطریقه.