دانشمندان دانشگاه ملی فناوری و تحقیقاتی MISIS موفق شدند فناوری چاپ سه بعدی از آلومینیوم را با افزودن یک و نیم برابری سختی محصولات بهبود بخشیده و تکمیل کنند. افزودنی نانوکربنی که به پودر آلومینیوم اضافه شد، باعث بهبود کیفیت کامپوزیت های هوافضایی چاپ شده در پرینتر گردید. نتایج تحقیقات در مجله Composites Communications منتشر شده است.
امروز شاخه اصلی کاربرد چاپ سه بعدی آلومینیوم در ساخت قطعات با تکنولوژی پیشرفته برای صنعت هواپیمایی و فضایی است. وجود حتی کوچکترین نقض در سازه های چاپی برای ایمنی فناوری ساخته شده بسیار مهم است. به گفته ی دانشمندان دانشگاه ملی فناوری و تحقیقاتی MISIS خطر اصلی بروز چنین نقصان هایی، پوکی زیاد مواد است که از جمله به خاطر کیفیت پودر آلومینیوم استفاده شده، بروز می کند.
دانشمندان دانشگاه ملی فناوری و تحقیقاتی MISIS برای اطمینان از ریزساختار یکنواخت و متراکم محصولات چاپی، افزودن نانوالیاف کربن به پودر آلومینیوم را پیشنهاد داده اند. استفاده از این افزودنی اصلاح شده باعث اطمینان از کم شدن پودر شدگی ماده و افزایش سختی یک و نیم برابری می شود.
الکساندر گروموف پروفسور دانشگاه ملی فناوری و تحقیقاتی MISIS شرح می دهد: “بهبود خواص پودر چاپ، باعث تغییر ترکیب شیمیایی و فازی آن از طریق وارد کردن اجزای اضافی به ماده اصلی امکان پذیر است. به خصوص نانو الیاف کربن از هدایت حرارتی بالایی برخوردارند که در کاهش شیب درجه حرارت بین لایه های چاپ شده در روند سنتز محصول و در مرحله ذوب لیزری انتخاب شده ، کمک می کند. به همین دلیل، می توان ریز ساخت ماده را به طور کامل از ناهمگنی خارج کرد.”
فناوری سنتز افزودنی های نانوکربنی که توسط تیم تحقیقاتی علمی طراحی و توسعه یافته است، شامل روش های رسوب شیمیایی، تصفیه اولتراسونیک و عملیات حرارتی مادون قرمز است.
نانو الیاف کربن مورد استفاده یک محصول جانبی از پردازش گاز نفتی مرتبط است. کربن طی تجزیه کاتالیزوری خود به صورت نانوالیاف روی ذرات فلزی پراکنده کاتالیزورها تجمع می یابد. دانشمندان خاطر نشان کردند که معمولا گازهای همراه در محل ایجاد شده می سوزند و برای محیط زیست مضر هستند، بنابرااین استفاده از روش جدید اهمیت زیست محیطی بسیار بالایی دارد.
این تحقیقات به طور مشترک با متخصصین دانشکده کاتالیز شعبه سیبری آکادمی علوم روسیه انجام شد. در آینده تیم تحقیقاتی قصد دارد شرایط بهینه ای برای ذوب لیزری پودرهای ترکیبی جدید تعیین نماید و همچنین یک فناوری برای پس از پردازش و استفاده صنعتی از محصولات سنتز شده طراحی و توسعه دهد.
