یه خبر خیلی هیجان‌انگیز از دنیای مهندسی و ساخت و ساز براتون دارم! دانشمندها و مهندسای موسسه فناوری رویال ملبورن (همون RMIT) یه آلیاژ تیتانیوم جدید ساختن که هم قوی‌تره، هم حدوداً ۳۰ درصد ارزون‌تر از مدل‌های معمولیه و مخصوصاً با چاپ سه‌بعدی درست میشه.
بذار یه توضیح کوچیک بدم: آلیاژ یعنی ترکیبی از چند فلز مختلف که مثلاً یه سری خصوصیات خاص پیدا کنه. چاپ سه‌بعدی هم که جدیداً همه جا اسمه، یعنی با یه دستگاه قطره‌قطره فلز رو می‌ریزن و هر شکلی بخوای می‌سازن. واسه ساخت قطعات پیچیده عالیه.
حالا مشکل اصلی این بود که آلیاژهای تیتانیوم معمولی مثل مدل معروف Ti-6Al-4V (اسم فنی‌شه!) با اینکه خیلی کاربرد دارن، هم گرون درمی‌اومدن، هم کلی هدررفت داشتن و توی چاپ سه‌بعدی گاهی خواص مکانیکی‌شون یکنواخت نبود. به خاطر یه چیز به اسم میکروساختار ستونی. میکروساختار همون طرز چیدمان بلورهای کوچیک توی فلزه که اگه درست نباشه، جنس محصول یکنواخت نیست و ممکنه یه‌جاهایی ضعیف باشه.
اینجا تیم RMIT با حذف عنصر گرون قیمتِ واندیوم (یه فلز خاصیه که توی این آلیاژهای قدیمی استفاده می‌شد)، و جاش گذاشتن چیزای ارزون‌تر و در دسترس‌تر، رسماً یه انقلاب راه انداختن. خودشون گفتن تقریباً ۲۹ درصد هزینه ساخت پایین اومده! اصلاً این خودش بزرگ‌ترین مانعی بود که سد راه استفاده گسترده از تیتانیوم چاپ سه‌بعدی تو صنایع بود.
از نظر مقاومت و استحکام هم آلیاژ جدید نه تنها ضعیف‌تر نیست، بلکه قوی‌تر هم هست! آزمایش هاش نشون داده جنسش حسابی مقاومه و حتی شکل‌پذیرتر شده (یعنی راحت‌تر میشه بهش فرم داد یا در برابر ضربه، خم نمی‌شه بشکنه). جالبش اینجاست که ساختار دانه‌بندیش هم یکنواخت شده و اون مشکل قدیمی دیگه نیست.
یعنی الان دیگه واقعاً میشه از مزیت‌های چاپ سه‌بعدی مثل کم‌هدررفتن مواد و تولید سریع و سفارشی استفاده کرد، بدون اینکه درگیر قدیمی بودن و محدودیت مدلای قدیمی آلیاژها باشیم. یکی از اعضای تیم گفته: «انگار یه هواپیما ساختیم ولی باهاش فقط تو خیابون دور دور می‌زنیم! حالا دیگه می‌تونیم واقعاً پرواز کنیم.»
این قضیه به درد صنایعی مثل هوافضا و ساخت تجهیزات پزشکی هم می‌خوره؛ چون هم دنبال مقاومت بالان، هم هر گرم هزینه‌شون مهمه. تازه، همین حالا دانشمندای کَل دنیا دارن روشای تولید تیتانیوم رو بهبود می‌دن، مثلاً تو دانشگاه جانز هاپکینز آمریکا با استفاده از هوش مصنوعی (یعنی کامپیوترهایی که خودشون یاد می‌گیرن چطور مسائل رو سریع حل کنن) تونستن تولید تیتانیوم رو سریع‌تر و بهتر کنن و حتی راه‌های جدید برای چاپ فلز با لیزر پیدا کردن.
ولی دستاورد بچه‌های استرالیایی اینه که یه فریم‌ورک جدید هم دادن برای طراحی آلیاژهایی که دقیقاً مناسب چاپ سه‌بعدی باشن، نه فقط اتکای به مدل‌های سنتی.
در حال حاضر، بچه‌های RMIT دارن دنبال شریک صنعتی می‌گردن که این آلیاژ رو بیاره به بازار و واقعاً تولید انبوه کنه. خودشون نمونه‌ها رو ساختن و حتی سریع ثبت اختراع هم کردن که کسی دست تو کارشون نبره!
در کل، میشه گفت این حرکت تازه یه قدم بزرگ به سمت آینده‌ایه که توش تولید صنعتی انعطاف‌پذیرتر، سریع‌تر و خیلی ارزون‌تر میشه، اونم با فلزاتی که معمولاً خیلی لوکس و گرون بودن.
منبع: +
