Qar dənəciyinin mürəkkəb quruluşu əriyəndə yox olur və yenidən donduqda dəyişirsə, metalların mikro strukturu 3D çap prosesi zamanı dəyişə bilər və nəticədə çap məhsulunda güclü və ya zəif cəhətlər yaranır.

Cornell tədqiqatçıları ərinti tərkibini tənzimləməklə metalın bərkiməsində bu çevrilmələrə nəzarət etməyin bir yolunu tapdılar və nəticədə daha güclü, daha etibarlı metal hissələri əldə etdilər. Nature Communications -da dərc olunan tapıntılar , 3D çap prosesi zamanı baş verən faza dəyişiklikləri daxilində görünməmiş bir görünüş təqdim edir və əlavə istehsal üçün istifadə olunan materialları təkmilləşdirə bilər.

“Əsas problem odur ki, çap etdiyimiz materialların əksəriyyəti materialı müəyyən istiqamətlərdə zəiflədə bilən sütuna bənzər strukturlar əmələ gətirir” dedi baş müəllif Atieh Moridi, dosent və Sibley Mexanika və Aerokosmik Mühəndislik Məktəbinin əməkdaşı, baş müəllif Atieh Moridi, Cornell Engineering. “Biz aşkar etdik ki, ərintilərin tərkibini tənzimləməklə, biz bu sütuna bənzər strukturları mahiyyətcə poza və daha vahid material edə bilərik.”

Başlanğıc materialında manqan və dəmirin nisbi miqdarını tənzimləməklə, komanda sütunlu taxıl artımını pozdu, taxıl ölçüsünü əhəmiyyətli dərəcədə azaltdı və hazır metalın məhsuldarlığını yaxşılaşdırdı.

“Mikrostruktur xüsusiyyətlər, taxıl ölçüsü kimi , materialın performansını və xüsusiyyətlərini idarə edən tikinti bloklarıdır” dedi Moridi. “Material tərkibi faza sabitliyinə nəzarət edir, bu, bizim mikro quruluşa nəzarət etmək üçün əsas idi.”

Tədqiqatın ilk müəllifi, Ph.D Akane Wakai deyir ki, sütuna bənzər taxıl strukturları çap prosesində faza dəyişikliyi zamanı saniyənin yalnız bir hissəsində əmələ gəlir və böyüyür , buna görə də elm adamları əvvəllər bu fenomeni öyrənmək üçün mübarizə aparırdılar. ’24.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=3042148327&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1739429967&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-02-alloy-adjustment-metal-microstructures-results.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siTm90IEEoQnJhbmQiLCI4LjAuMC4wIl0sWyJDaHJvbWl1bSIsIjEzMi4wLjY4MzQuMTk3Il0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMyLjAuNjgzNC4xOTciXV0sMF0.&dt=1739429967671&bpp=1&bdt=74&idt=50&shv=r20250210&mjsv=m202502060101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1739427348%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1739427348%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1739427348%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2516010352558&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1797&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=31090260%2C31090268%2C31090270%2C95332587%2C95344790%2C95350442%2C95350549%2C95352068%2C95335248%2C95347433%2C95350016&oid=2&pvsid=3986052006060747&tmod=1515705227&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=55

“Çətin hissə, materialın maye vəziyyətdən bərk vəziyyətə keçdiyi bu çox qısa zaman aralığını həll etməyə çalışırdı ” dedi Wakai. Son məhsulun əvvəlki halının barmaq izi yoxdur, ona görə də bu, ərimiş su damcısından qar dənəciyinin necə göründüyünü anlamağa çalışmaq kimidir.

Komanda çap prosesi zamanı materialları haqqında saniyənin bir hissəsi məlumat əldə etmək üçün Cornell Yüksək Enerji Sinxrotron Mənbəsindən istifadə etməklə bu maneəni dəf etdi . Ən yaxşı performans göstərən nümunədə Moridi, “bu sütuna bənzər taxılları pozmağa və taxıl quruluşunu təkmilləşdirməyə kömək edə biləcək bir ara fazanın sübutunu tapdıq” dedi.

Başlanğıc ərintinin material xüsusiyyətlərini və nəticədə baş verən faza dəyişikliklərini başa düşmək 3D çap üçün metal seçmək üçün yeni bir təməl təşkil edə bilər.

“Bu tədqiqatın nəticələri daha yaxşı performans təmin edən daha etibarlı materiallar yaratmaq üçün real həyat tətbiqləri üçün istifadə edilə bilər” dedi Wakai. “Gələcəkdə çox da uzaqda deyil, biz 3D çap edilmiş metal hissələri, hətta avtomobillər və ya elektronika kimi istehlak məhsullarında görməyə başlayacağıq.”

3D metalların etibarlılığının artırılması istehsal sahəsi üçün bir xeyir ola bilər. Wakai qeyd etdi ki, metalın 3D çapı “çəkinin azalmasına, istehsal vaxtının qısalmasına, material israfının minimuma endirilməsinə səbəb ola biləcək dizayn azadlığına malikdir və ənənəvi üsullarla istehsal etmək həqiqətən çətin və ya qeyri-mümkün olan xüsusiyyətlər yarada bilər”.

Daha çox məlumat: Akane Wakai və digərləri, Əlavə istehsal zamanı çox əsas element ərintilərində taxıl ölçüsünə nəzarət üçün metastabillikdən istifadə, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56616-0

Jurnal məlumatı: Nature Communications Cornell Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir