نتائج التحضير لتقنية الرش البارد المسامية الجديدة لسبائك التيتانيوم

زادت القوة بنسبة 40٪: نتائج التحضير لتقنية الرش البارد الجديدة المصنوعة من سبائك التيتانيوم المسامية


   ماذا يمكن أن تفعل مواد سبائك التيتانيوم المسامية؟ كيف اعملها كيف اصنعها؟ يمكن الرد على ذلك من خلال أحدث تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد (الرش البارد) التي طورها فريق البحث بجامعة كورنيل ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وغيرها من المشاريع التعاونية الجامعية. نُشر البحث في مجلة "أبلايد ماتيريالز توداي". في 9 نوفمبر من هذا العام تحت عنوان "إعداد سبائك التيتانيوم المسامية بواسطة تأثير الطباعة ثلاثية الأبعاد الأسرع من الصوت".


   تُظهر هذه الصورة خلايا ملتصقة بسبيكة تيتانيوم مصنوعة بواسطة الطباعة ثلاثية الأبعاد بالرش البارد ، مما يدل على التوافق الحيوي لهذه المادة.

   يكمن في بنية المعرفة العامة لقراء هذا الحساب الرسمي ، لن تتكرر المفاهيم الأساسية مثل الرش البارد والطباعة ثلاثية الأبعاد. ببساطة ، تستخدم هذه التقنية تأثير المسحوق الأسرع من الصوت لتكوين روابط صلبة لإنتاج سبائك التيتانيوم المسامية عالية القوة في ظل ظروف أقل بكثير من درجة حرارة الانصهار ، ويمكنها تحسين الخصائص الميكانيكية من خلال المعالجة الحرارية اللاحقة ، وتطبيقها في النهاية في مجال زراعة العظام. كما يظهر في الشكل.

   سوف تتأثر الطباعة المعدنية ثلاثية الأبعاد العادية بمعالجة درجة الحرارة العالية للذوبان وترسيخ طبقة المسحوق بطبقة ، مما يؤدي إلى إجهاد كبير متبقي وخصائص ميكانيكية رديئة. يمكن لتقنية الرش البارد تعويض هذا العيب. عادةً ما يختار المسحوق السرعة المثلى بين السرعة الحرجة (السرعة التي تتشكل بها المواد الصلبة الكثيفة) وسرعة التآكل (ستؤدي السرعة الزائدة إلى كسر المسحوق ولا يمكن دمجه) ، وسيتم إطلاقه من خلال الفوهة. على الركيزة. "على غرار الرسم ، ولكن الطباعة ثلاثية الأبعاد ستتراكم أكثر."


استخدم فريق البحث حسابات ميكانيكا الموائع لتحديد سرعة أقل قليلاً من السرعة الحرجة لسبائك التيتانيوم (حوالي 600 م / ث) ، باستخدام معدل إجهاد عالٍ لطباعة مسحوق Ti-6Al-4V ديناميكيًا بحجم جسيم يتراوح بين 45 و 106 ميكرومتر أخيرًا ، تم تصنيع مادة هيكل مسامية (معامل ظاهري 51.7 ± 3.2gpa ، مقاومة الخضوع الانضغاطية الظاهرة 535 ± 35mpa ، المسامية 30 ± 2٪) مع قوة أعلى بنسبة 42٪ من سبائك التيتانيوم المطبوعة ثلاثية الأبعاد الأخرى.

   على الرغم من أن هذه العملية تُعرف تقنيًا باسم الرش البارد ، إلا أنها تنطوي على بعض المعالجة الحرارية. عندما تتصادم هذه الجسيمات وتترابط معًا ، يقوم الباحثون بتسخين المعدن لجعل هذه المكونات تنتشر في بعضها البعض وتستقر مثل مادة متجانسة.

وذكر الباحثون: "إذا استخدمنا هذه البنية المسامية لعمل غرسات وزرعها في جسم الإنسان ، يمكن أن تنمو العظام في هذه المسام وتكون ثابتة بيولوجيًا". "يساعد هذا في تقليل ارتخاء الغرسة. إنها مشكلة كبيرة. هناك العديد من المرضى الذين يضطرون إلى إزالة الغرسة جراحيًا مرة أخرى ، لأن الغرسة فضفاضة وستسبب الكثير من الألم."

   بالإضافة إلى زراعة العظام التي يركز عليها المشروع ، يمكن أن تستفيد من هذه العملية أي مادة معدنية يمكنها تحمل تشوه البلاستيك. إنه يجلب العديد من الفرص للتطبيقات الصناعية على نطاق واسع مثل البناء والنقل والطاقة. 

مزيد من المعلومات حول هذا النص المصدر نص المصدر مطلوب للحصول على معلومات ترجمة إضافية

ارسل رأيك

الألواح الجانبية

Chat with us