ABD’deki araştırmacılar, kırılgan seramiklerin bükülmesini, enerji emmesini ve ağır mekanik yüklere dayanmasını sağlayan, aynı zamanda tam endüstriyel ölçekte üretilebilen yeni bir 3 boyutlu baskı akıllı kompozit geliştirdiler. Bu yenilik, şekil hafızalı seramiklerin çatlamadan ölçeklendirilmesini sağlayarak malzeme bilimindeki en zor problemlerden birine çözüm getiriyor. Bu, mühendislerin stres, titreşim ve darbelere maruz kalan yapıları tasarlama biçimini potansiyel olarak değiştirebilir.
3D baskılı akıllı kompozit
Araştırma, Virginia Politeknik Enstitüsü ve Devlet Üniversitesi’nde (Virginia Tech) malzeme bilimi ve mühendisliği doçenti olan ve MIT’deki doktora sonrası günlerinden beri bu probleme bir çözüm arayan Hang Yu liderliğinde gerçekleştirildi.
Yu, doktora öğrencisi Donnie Erb ve üniversitede doktora sonrası araştırmacı olan Nikhil Gotawala ile işbirliği içinde, katı hal üretim süreci kullanarak fonksiyonel seramik parçacıklarını doğrudan metalin içine yerleştirmenin bir yolunu gösterdi.
[bkz url= https://www.techinside.com/amazon-zoox-yazilim-hatasi-nedeniyle-araclari-geri-cagirdi/]
Şekil hafızalı seramikler, stres veya ısı altında iç yapılarını değiştirebilmeleri ve orijinal formlarına geri dönebilmeleri nedeniyle uzun zamandır bilim insanlarını büyülemektedir. Ayrıca, tıbbi cihazlarda kullanılan nikel-titanyum alaşımları gibi dişli veya hareketli parçalar olmadan hareket edebilir veya enerji emebilirler. Ancak, şimdiye kadar şekil hafızalı seramikler yalnızca mikroskobik ölçekte çalışmıştır, çünkü bunları toplu halde üretme girişimleri genellikle kırılmaya yol açmıştır. Bunu aşmak için ekip, küçük şekil hafızalı seramik parçacıklarını metalin içine yerleştirdi.
Yoğun basınç altında birlikte döndürülerek malzemeleri erime noktalarının altında birleştiren, katkılı sürtünme karıştırma biriktirme (AFSC) adı verilen bir işlem kullandılar. Bu, seramiklerin stres altında faz kayması yaparak enerjiyi dağıtabildiği güçlü, kusursuz bir kompozit ile sonuçlandı. Normalde kırılgan olan seramiklerin aksine, malzeme aynı zamanda tam yoğunlukta, basıldığı haliyle toplu halde 3D baskı ile de üretilebilir. Ekibe göre, bu, savunma, altyapı, havacılık ve hatta yüksek performanslı spor ekipmanlarında uygulama olanakları açmaktadır.
Yu, kompozit malzemenin gerilme, eğilme ve sıkıştırmaya dayanabildiğini ve gerilme kaynaklı martensitik dönüşüm yoluyla enerjiyi emebildiğini belirtti. Yu: “Bu anlamda çok işlevli. Bu da gerçek uygulamalar için potansiyel taşıyan büyük şeyler üretmeye doğru ilerlememizi sağlıyor” dedi.