آمریکا آلیاژ بدون ترک با مقاومت ۲۴۰۰ درجه فارنهایت برای ساخت موتورهای توربینی محکم چاپ کرد
محققان تلاش‌های قابل توجهی برای امکان چاپ افزایشی تیغه‌های توربینی انجام داده‌اند تا بتوانند دماهای افراطی را بهتر تحمل کنند. آنها سبک‌ترین آلیاژ بدون ترک را توسعه داده و به صورت سه‌بعدی چاپ کرده‌اند که قادر است در دماهایی بالاتر از ۲۴۰۰ درجه فارنهایت بدون ذوب شدن عمل کند.
این دستاورد توسط محققان در آزمایشگاه ملی اوک ریج (ORNL) و آزمایشگاه ملی تکنولوژی انرژی (NETL) به دست آمده است.
انتظار می‌رود که این آلیاژ به تیغه‌های توربینی تولید افزایشی کمک کند تا دماهای افراطی را به‌خوبی تحمل کرده و اثر کربنی موتورهای توربینی گازی نظیر آنهایی که در هواپیماها استفاده می‌شوند را کاهش دهد.
دمای ذوب بالا و چگالی کم
ساکت تپلیال از ORNL اظهار داشت که پیشتر هیچ‌کس نتوانسته بود آلیاژهایی با چنین دمای ذوب بالا و چگالی کم بدون ترک را توسعه داده و چاپ کند.
تپلیال تأکید کرد که در حالی که فلزاتی نظیر تنگستن می‌توانند حرارت را تحمل کنند، وزن زیادی اضافه می‌کنند.
"این مهم است. ما چیزی سبک‌تر می‌سازیم که می‌تواند در دماهای بسیار بالا استحکام ساختاری خود را حفظ کند،" افزود تپلیال.
دو سال پیش، محققان ORNL یک کلاس جدید از سوپرآلیاژها شامل کبالت و نیکل را نشان دادند که در دماهای افراطی بدون ترک و عیب بودند و برای استفاده در برنامه‌های چاپ سه‌بعدی فلزی مناسب بودند.
در آن زمان، محققان کلاس سوپرآلیاژهای کبالت و نیکل را پردازش کردند و اثبات کردند که در فرآیندهای چاپ سه‌بعدی لیزری بدون ترک باقی می‌مانند.
محققان همچنین ادعا کردند که این مواد فلزی برای تولید از نظر اقتصادی اثبات شده‌اند و استفاده از آنها در فرآیندهای افزایشی می‌تواند تولید طرح‌های پیچیده و نوآورانه با کمترین ضایعات مواد را ممکن کند.
آلیاژ جدید بدون ترک کارآمدتر است
به هر حال، آخرین آلیاژ بدون ترک کارآمدتر از آنچه قبلاً توسعه یافته بود است.
پیشرفت قابل توجه اخیر هفت عنصر را در یک آلیاژ با تمرکز پیچیده و غنی از نیوبیوم ترکیب می‌کند که نقطه ذوب آن حداقل ۴۸٪ بالاتر از سوپرآلیاژهای نیکل و کبالت توسعه یافته قبلی در ORNL است، بر اساس یک بیانه‌ی مطبوعاتی.
محققان فرآیند ذوب الکترونی را اصلاح کردند تا قسمت‌های آزمایشی برای آلیاژ جدید چاپ کنند، طبق گفته ORNL.
از چاپگر سه‌بعدی در تاسیسات نمایش تولید ORNL استفاده شد
از چاپگر سه‌بعدی در تاسیسات نمایش تولید ORNL برای چاپ آلیاژ بدون ترک نامعمول استفاده شد.
قبلاً، تولید آلیاژهایی که در حرارت شدید ترک نخورند چالشی بزرگ بود.
محققان ادعا کرده بودند که آلیاژ توسعه یافته قبلی نیز دارای خواص ماده‌ای بود که برای محیط‌های چالش‌زا ضروری است، زیرا نه تنها حرارت را به‌خوبی تحمل کردند بلکه هنگام کشیدگی استحکام خود را حفظ کردند.
ORNL، که برجسته‌ترین مؤسسه تحقیقاتی جهان است، تقریباً یک سال پیش با آزمایشگاه ملی تکنولوژی انرژی همکاری کرد تا به‌طور مشترک انواع نوآوری‌های تکنولوژیکی برای مدیریت کربن و راهبردهای توسعه اقتصادی و انتقال انرژی پایدار در منطقه آپالاشیرا بررسی کند.
دو آزمایشگاه توافق کردند تا تکنولوژی‌های مدرن را توسعه دهند که شامل تکنولوژی‌های پیشرفته تولید پاک با تاکید بر آنهایی که می‌توانند به کربن‌زدایی انرژی، صنعت، حمل‌ونقل و بخش‌های ساختمانی کمک کنند، می‌شود.
هر دو مؤسسه همچنین تحقیق، توسعه، نمایش و تجاری‌سازی تکنولوژی‌های پایدار را برای تولید، استخراج، تفکیک و استفاده از مواد معدنی حیاتی برای اطمینان از زنجیره‌های تأمین داخلی امن و پایدار در طولانی مدت انجام می‌دهند.
