shtypimi 3D mund të prodhojë lehtë pjesë metalike me struktura komplekse dhe veti të lehta, gjë që është shumë e atraktivë për pajisjet e avancuara të ardhmërisë, siç janë aviacioni dhe aeronautika, të cilat kërkojnë reduktim të peshës dhe integrim. Megjithatë, pjesët metalike të prodhuara me shtypim 3D kanë në përgjithësi një defekt kritik—performancë të dobët ndaj lodhjes, që do të thotë se janë të prirë për çarje nga lodhja nën ngarkesa ciklike, duke kufizuar rëndësisht aplikimet e tyre kryesore. Së fundmi, një ekip i udhëhequr nga kërkuesit Zhang Zhefeng dhe Zhang Zhenjun nga Instituti i Kërkimeve të Metaleve, Akademia Kineze e Shkencave (IMR, CAS), ka zhvilluar një teknologji të re pas-prodhimie për shtypimin 3D. Materiali i ligaturës së titanit i prodhuar me këtë teknologji NAMP tregon rezistencë të paparë ndaj lodhjes nën kushte të ndryshme të raportit të tensionit, me performancën e përgjithshme të saj ndaj lodhjes që tejkalon të gjitha materiale të njohura metalike, duke hequr kështu një pengesë të madhe për zbatimin e teknologjisë së shtypimit 3D në fusha me precizion të lartë dhe kulmore. Rezultatet e kërkimit të lidhur janë botuar në revistën Science Advances.
Në fillim të vitit 2024, ekipi zbuloi një proces të ri NAMP që mund të kontrollojë me saktësi strukturën brendëshme dhe defektet e materialeve. Ti-6Al-4V, një nga ligaturat më të përdorura të titanimi të përgatitura me këtë proces, mund të eliminohet edhe mikroporoziteti edhe mikrostrukturat e trasha—të dyja janë shkaktesit kryesorë të lodhjes. Ky material i ri thyeri rekordin botëror për "fortësinë specifike ndaj lodhjes" në kushtet e raportit të tensionit "tension-tension".
Megjithatë, pjesët reale si pllakat e motorëve të ajroplanëve dhe pajisjet e zbritjes janë të nënshtruara kushteve ekstremisht komplekse të tensionit, duke përfshirë jo vetëm skenarët "tension-tension", por edhe skenarët "tension-shtypje", që do të thotë se raporti i tensionit është variabël. Raportet e ndryshme të tensionit mund të aktivizojnë mekanizma të ndryshëm dëmtimi brenda materialit. Mikrostrukturat e legurave tradicionale të titanimi shpesh kanë kufizime—ato funksionojnë mirë vetëm nën raporte të caktuar tensioni, por mund të performojnë keq kur raporti i tensionit ndryshon. Kjo bën shumë të vështirë prodhimin e një materiali që të performojë mirë në të gjitha kushtet e punës.
Para kësaj sfide më të komplikuara, ekipi i kërkimit identifikoi disa lidhje të dobëta në ligaturat e titanimi që janë të prirura ndaj çarjeve nga lodhja dhe modet e tensionit nën të cilat ato ndodhin. Duke përdorur procesin NAMP, ata prodhuan struktura të shtypura 3D gati pa pora, të cilat mund të optimizojnë të gjitha lidhjet e dobëta njëkohësisht. Kjo ligaturë e titanimi e shtypur 3D posedon karakteristikën e ruajtjes së një rezistenca të lartë ndaj lodhjes nën kushtet e raportit të plotë të tensionit.
Të dhënat eksperimentale tregojnë se, në testet e lodhjes nën raporte të ndryshme tensioni, rezistenca ndaj lodhjes e këtij materiali të ri tejkalon jo vetëm atë të të gjitha ligaturave të titanimi, por edhe "rezistenca specifike ndaj lodhjes" e tij është thelbësisht më e mirë se e të gjitha materialeve metalike, duke vendosur një rekord botëror të ri.
EN