پیشرفتی انقلابی در چاپ سه‌بعدی:

ناسا مواد ترکیبی مقاوم در برابر حرارت برای کاربردهای پیچیده تهیه کرده است.

محققان در مرکز تحقیقات گلن ناسا، در همکاری با دانشگاه لوئیزویل و نیروی هوایی ایالات متحده، به دستاوردی پیشگامانه در فناوری چاپ سه‌بعدی دست یافته‌اند. آنها روشی برای تولید قطعات ترکیبی با مقاومت گرمایی فوق‌العاده با استفاده از رزین‌های تخصصی پلی‌آمید ترموست ابداع کرده‌اند. این تکنیک نوآورانه، درهای تولید انبوه قطعات پیچیده، سبک و بادوام را برای کاربردهای متنوع در صنایع هوافضا، خودروسازی و فراتر از آن می‌گشاید.

رمزگشایی: پخت لیزری گزینشی الیاف کربن

راز این فناوری تحول‌آفرین، فرآیندی به نام پخت لیزری گزینشی (SLS) است. تصور کنید پرینتری که به جای جوهر از لیزر استفاده می‌کند. در این روش، لیزر پودر رزین RTM370 منحصر به فرد ناسا را که با الیاف کربن ریز آغشته شده، لایه به لایه ذوب می‌کند و یک شیء ترکیبی چاپ‌شده سه‌بعدی می‌سازد. اما ماجرا به اینجا ختم نمی‌شود.

باز کردن قفل مقاومت گرمایی شدید با پخت نهایی

برای دستیابی به تحمل گرمایی حتی بالاتر، قطعه چاپ‌شده تحت فرآیند پخت نهایی چند مرحله‌ای قرار می‌گیرد. در این فرآیند، با گرمایش دقیق و تدریجی ماده تا کمی پایین‌تر از نقطه نرم شدن آن، ساختار ترکیبی به طور چشمگیری تقویت می‌شود و توانایی تحمل دماهای بیش از 300 درجه سانتی‌گراد را به دست می‌آورد. این دستاورد، گامی بلند در مقایسه با روش‌های سنتی SLS محسوب می‌شود.

چرا این فناوری انقلابی است؟

این فناوری نوین، پارادایم‌های چاپ سه‌بعدی برای کاربردهای با کارایی بالا را از چند جهت دگرگون می‌کند:

تسلط بر گرما:

برخلاف قطعات SLS سنتی، این مواد ترکیبی قادر به تحمل دماهای بسیار بالا هستند و انتخابی ایده‌آل برای اجزای موتور جت، قطعات فضاپیما و سایر محیط‌های سختگیرانه محسوب می‌شوند.

ساخت اشکال پیچیده آسان‌تر:

فرآیند چاپ سه‌بعدی، امکان طراحی و تولید اشکال پیچیده و هندسه‌های خاص را فراهم می‌کند که برای بهینه‌سازی عملکرد در کاربردهای مختلف، حیاتی است.
قدرت در عین سبکی: قطعات ساخته شده از این مواد ترکیبی، 30 درصد سبک‌تر از همتایان فلزی خود هستند و به طور قابل توجهی به راندمان سوخت و عملکرد کلی کمک می‌کنند.

پاک و سازگار با محیط زیست:

فرآیند تولید، حلال‌های مضر را حذف می‌کند و تأثیر زیست‌محیطی را به حداقل می‌رساند.

فراتر از هوافضا:

در حالی که این فناوری در ابتدا بر صنعت هوافضا تمرکز دارد، اما پتانسیل عظیمی برای صنایع مختلف از جمله موارد زیر دارد: 

خودروسازی:

قطعات سبک‌تر و مقاوم در برابر حرارت برای خودروهای الکتریکی با کارایی بالا.

نظامی:

چاپ قطعات سفارشی و بادوام برای هواپیماها و سایر تجهیزات.

پزشکی:

ساخت ایمپلنت‌ها و پروتزهای زیست‌سازگار.

گام به سوی آینده: آینده‌ای روشن با چاپ سه‌بعدی پیشرفته

این دستاورد ناسا و همکارانش، راه را برای آینده‌ای هموار می‌کند که در آن چاپ سه‌بعدی از محدودیت‌های حال حاضر فراتر می‌رود. با پیشبرد مرزهای دانش مواد و تکنیک‌های ساخت، می‌توانیم قطعات سبک‌تر، قوی‌تر و انعطاف‌پذیرتر برای کاربردهای مختلف ایجاد کنیم و آینده‌ای پایدارتر و نوآورانه‌تر را رقم بزنیم.