چاپ صفحات سراميكي براي ساخت هواپيماهاي مافوق صوت

به گزارش گروه اخبارعلمي ايرنا، سراميك داراي خواص مفيدي از جمله استحكام بالا، سختي و مقاومت در برابر فرسايش، دماي بالا و سايش است؛ اما نقطه ضعف سراميك اين است كه به سادگي نمي‌توان آن را در قالب اشكال پيچيده توليد كرد.
يكي از راهكارهاي موجود براي اين كار، استفاده از چاپگرهاي سه‌بعدي است. اين چاپگرها با افزودن لايه‌هاي متعدد از مواد اوليه كه به صورت مايع هستند، اجسام را با اشكال موردنظر توليد مي‌كنند و در پايان فرآيند توليد، با استفاده از پرتوهاي ماوراي بنفش، مواد اوليه را سخت مي‌كنند. با اين وجود، دماي ذوب بسيار بالاي سراميك توليد آن را با استفاده از چاپگرهاي سه‌بعدي با مشكلات جدي همراه كرده است.
راهكارهاي انگشت‌شمار موجود براي چاپ سه‌بعدي سراميك بسيار كند هستند و محصول نهايي نيز متخلخل است و در مقايسه با سراميك‌هايي كه از روش‌هاي ديگر توليد مي‌شوند، شكننده‌تر است.
محققان براي حل اين مشكل به جاي استفاده از مواد اوليه متداول كه به شكل پودر است و براي چاپ سه‌بعدي ابتدا بايد ذوب شود، از نوعي رزين استفاده كردند كه به شكل ماده اي روان است و در نتيجه اين كار توانستند اجسام سراميكي محكم و يكپارچه را در اشكال پيچيده توليد كنند.
براي اين منظور ابتدا از نوعي رزين حاوي سيليكون، كربن و اكسيژن استفاده كردند كه در مقايسه با نمونه‌هاي كاربيد سيليكون موجود در بازار 10 بار محكم‌تر است. پس از تاباندن پرتوهاي ماوراي بنفش به مدت 30 تا 60 ثانيه محصولي سخت و محكم به ضخامت 1.27 تا 2.54 سانتيمتر با ساختار كندوي عسل يا شبكه‌اي به دست آوردند.
اين شيوه جديد در مقايسه با روش‌هاي قبلي بين 100 تا 1000 مرتبه سريع‌تر است. همچنين در بررسي‌هايي كه با استفاده از ميكروسكوپ الكترونيكي انجام گرفت، مشخص شد هيچ گونه ترك و تخلخل در سطح سراميك وجود ندارد.
با وجود اين كه چاپگرهاي سه‌بعدي قادرند سراميك را در اشكال مختلف از جمله مارپيچي و لانه زنبوري توليد كنند، مدتي زمان لازم است تا اين نوع سراميك به صورت تجاري به بازار عرضه شود.
يكي از كاربردهاي اين نوع مواد جديد در هواپيماهاي مافوق صوت و تجهيزات ميكروسكوپي است.گزارش كامل اين تحقيقات در آخرين شماره نشريه Science منتشر شده است.
علمي (6) ** 9259**1440