چاپ سه‌بعدی به کمک ساخت سرامیکهای مستحکم می‌آید

به گزارش شبکه خبری ICTPRESS؛ سرامیکها از جمله سخت‌ترین مواد روی زمین هستند. مقاومت در برابر حرارتهای شدید؛ غیرقابل نفوذ در برابر اصطکاک؛ خراش و سایر مواردی که میتواند فلز و پلاستیک را تحت تأثیر قرار دهد از جمله خصوصیات سرامیک است. اما دشوارترین کار ساخت اشکال پیچیده از آنهاست.

شیمیدانان دانشگاه مالیبوی کالیفرنیا روشی یافته‌اند که ممکن است بتواند این مشکل را برطرف کند. آنها سرامیکهایی ساخته‌اند که میتواند در یک پرینتر سه بعدی تولید شود. نتیجه کار اجسام فوق قوی و مستحکمی است که امکان ساخت آنها با روشهای فعلی به هیچعنوان امکانپذیر نیست.

از سرامیکهای در پدهای ترمز؛ میکروالکترونیکها؛ و سفالهای محافظی که در سفینه‌های فضایی بکار میرود استفاده میشود. اما حالا دانشمندان HRL تصمیم دارند تا طیف کاربردی آنرا گسترش دهند.

اگر موتورهای هواپیما از سرامیک تولید شوند آنگاه میتوانند در دمای بسیار بالا هم کار کنند که موجب افزایش کارایی میشود. سرامیکها همچنین در توربینهای بخار و سایر ماشینهایی که باید در شرایط بسیار سخت مکانیکی دوام بیاورند کاربرد دارد.

این آزمایشگاه مشترکا توسط بوئینگ و جنرال موتورز هدایت میشود و برای انجام پروژه فوق شرکتهای دارپا و بخش تحقیق و توسعه وزارت دفاع آمریکا سرمایه‌گذاری کرده‌اند.

دانشمندان HRL فرمول نوعی رزین خاص را بدست آورده‌اند که میتواند در جوهر پرینتر استفاده شود. این نوع رزین از پلیمرها ساخته میشوند اما در ساختار مولکولی آنها سیلیکون و سایر اجزایی که در سرامیکها دیده میشود؛ وجود دارد. پرینتر با استفاده از این رزین اشکال بی‌قاعده میسازد. سپس قطعات داخل یک کوره قرار میگیرند تا قطعات پلیمری ارگانیک آنها جدا شده و مواد سرامیکی باقی بماند.

اما چالشی که تیم تحقیق با آن روبروست مستحکمتر کردن این سرامیک است. یک روش طراحی انواع خاصی از پلیمرهای پیش سرامیکی است که فیبر در داخل آنها تعبیه شده و باعث گسترش یافتن ترک در ماده میشوند. مشکل اصلی سرامیکها در شکنندگی بالای آنهاست و یک ترک باعث میشود تا براحتی از بین بروند.