Avansman nan poud aliminyòm nan materyèl enprime 3D
Antre nan laboratwa Northwestern Polytechnical University a, yon konpayi ki ka polir ak limyèEnprimant 3D ap ronfle yon ti kras, epi reyon lazè a ap deplase avèk presizyon nan melanj seramik la. Jis kèk èdtan apre, yon nwayo seramik ak yon estrikti konplèks tankou yon labirent prezante nèt - li pral itilize pou moule lam turbin motè avyon yo. Pwofesè Su Haijun, ki responsab pwojè a, te montre konpozan delika a epi li te di: "Twa zan de sa, nou pa t menm oze panse a yon presizyon konsa. Avansman kle a kache nan poud aliminyòm diskrè sa a."
Yon fwa sou yon tan, seramik aliminyòm yo te tankou yon "elèv pwoblèm" nan domèn nanEnpresyon 3D– gwo fòs, gwo rezistans tanperati, bon izolasyon, men yon fwa li te enprime, li te gen anpil pwoblèm. Anba pwosesis tradisyonèl yo, poud aliminyòm nan gen yon move fluidite epi souvan li bloke tèt enprime a; pousantaj retresi pandan sinterizasyon an ka rive jiska 15%-20%, epi pati ki te enprime avèk anpil efò yo pral defòme epi fann le pli vit ke yo boule; estrikti konplèks? Se yon liks ki pi plis toujou. Enjenyè yo boulvèse: "Bagay sa a tankou yon atis ki gen tèt di, ak lide fou men ki pa gen ase men."
1. Fòmil Ris: Mete "zam seramik" sou laaliminyòmmatris
Premye gwo chanjman an te soti nan revolisyon nan konsepsyon materyèl. An 2020, syantis materyèl ki soti nan Inivèsite Nasyonal Syans ak Teknoloji (NUST MISIS) nan Larisi te anonse yon teknoloji revolisyonè. Olye pou yo te tou senpleman melanje poud oksid aliminyòm, yo te mete poud aliminyòm ki gen anpil pite nan yon otoklav epi yo te itilize oksidasyon idrotèmal pou "fè grandi" yon kouch fim oksid aliminyòm ak yon epesè ki ka kontwole avèk presizyon sou sifas chak patikil aliminyòm, menm jan yo mete yon kouch zam nano-nivo sou boul aliminyòm nan. Poud "estrikti nwayo-kokiy" sa a montre yon pèfòmans etonan pandan enprime lazè 3D (teknoloji SLM): dite a 40% pi wo pase sa ki nan materyèl aliminyòm pi, epi estabilite tanperati ki wo a amelyore anpil, satisfè dirèkteman egzijans nivo aviyasyon yo.
Pwofesè Alexander Gromov, chèf pwojè a, te fè yon analoji vivan: “Nan tan lontan, materyèl konpoze yo te tankou salad – chak te responsab pwòp biznis li; poud nou yo tankou sandwich – aliminyòm ak alumina mòde youn lòt kouch pa kouch, epi ni youn ni lòt pa ka fè san lòt la.” Kouplaj solid sa a pèmèt materyèl la montre ladrès li nan pyès motè avyon ak ankadreman karosri ultra lejè, e menm kòmanse defi teritwa alyaj Titàn yo.
2. Sajès Chinwa: maji seramik "mete yo"
Pi gwo pwoblèm nan enprime seramik aliminyòm se kontraksyon pa sinterizasyon – imajine ou te byen petri yon figi ajil, epi li te retresi rive nan gwosè yon pòmdetè kou li te antre nan fou a. Konbyen li t ap kraze? Nan kòmansman ane 2024, rezilta ekip Pwofesè Su Haijun nan Northwestern Polytechnical University te pibliye nan Journal of Materials Science & Technology te lanse endistri a: yo te jwenn yon nwayo seramik aliminyòm ki prèske pa retresi ak yon to kontraksyon sèlman 0.3%.
Sekrè a se ajoutepoud aliminyòman aliminyòm epi answit jwe yon "majik atmosfè" presi.
Ajoute poud aliminyòm: Melanje 15% poud aliminyòm amann nan sispansyon seramik la
Kontwole atmosfè a: Sèvi ak pwoteksyon gaz agon nan kòmansman sinterizasyon an pou anpeche poud aliminyòm okside.
Chanjman entelijan: Lè tanperati a monte a 1400 ° C, chanje atmosfè a toudenkou an lè.
Oksidasyon in situ: Poud aliminyòm fonn imedyatman an ti gout epi okside an oksid aliminyòm, epi ekspansyon volim konpanse kontraksyon.
3. Revolisyon lyan: poud aliminyòm transfòme an "lakòl envizib"
Pandan ekip Ris ak Chinwa yo ap travay di sou modifikasyon poud, yon lòt wout teknik te vin pi matirite tou dousman - itilizasyon poud aliminyòm kòm yon lyan. Seramik tradisyonèlEnpresyon 3DLyan yo se sitou rezin òganik, ki pral kite kavite lè yo boule pandan degresaj la. Patant yon ekip lokal an 2023 adopte yon apwòch diferan: fè poud aliminyòm an yon lyan ki baze sou dlo47.
Pandan enprime a, bouch la flite "lakòl" ki gen 50-70% poud aliminyòm sou kouch poud oksid aliminyòm nan avèk presizyon. Lè rive nan etap degresaj la, yo tire yon vakyòm epi oksijèn pase ladan l, epi poud aliminyòm nan okside an oksid aliminyòm a 200-800°C. Karakteristik ekspansyon volim plis pase 20% pèmèt li ranpli porositë yo aktivman epi redwi to kontraksyon an a mwens pase 5%. "Sa ekivalan a demonte echafodaj la epi konstwi yon nouvo miray an menm tan, ranpli pwòp twou ou yo!" yon enjenyè te dekri li nan fason sa a.
4. Atizay patikil yo: viktwa poud esferik la
"Aparans" poud aliminyòm nan vin tounen kle pou gwo pwogrè yo sanzatann - aparans sa a refere a fòm patikil la. Yon etid nan jounal "Open Ceramics" an 2024 te konpare pèfòmans poud aliminyòm esferik ak iregilye nan enprime pa depo fizyon (CF³)5:
Poud esferik: koule tankou sab amann, pousantaj ranpli a depase 60%, epi enprime a lis e swa.
Poud iregilye: kole tankou sik koryas, viskozite a 40 fwa pi wo, epi bouch la bloke pou doute lavi a
Pi bon toujou, dansite pyès yo enprime ak poud esferik la fasilman depase 89% apre sinterizasyon, epi fini sifas la dirèkteman satisfè estanda a. "Ki moun ki toujou itilize poud "lèd" kounye a? Fluidite se efikasite nan konba!" Yon teknisyen souri epi li konkli5.
Lavni: Zetwal ak lanmè koegziste ak ti ak bèl
Revolisyon enprime 3D poud aliminyòm nan poko fini. Endistri militè a pran devan nan aplikasyon nwayo ki prèske pa gen okenn kontraksyon pou fabrike lam turbofan; domèn byomedikal la te pran yon ti tan pou biokonpatibilite li epi li te kòmanse enprime enplant zo pèsonalize; endistri elektwonik la te vize substrats pou disipasyon chalè - apre tout, konduktivite tèmik ak konduktivite ki pa elektrik aliminyòm nan pa ka ranplase.