3D çapın getdikcə daha çox populyarlaşdığını gördünüzmü? Bir neçə il əvvəl kiçik plastik oyuncaqlar və konsept modellər hazırlayan bu texnologiya indi evləri, dişləri və hətta insan orqanlarını çap etməyə qadirdir! Onun inkişafı raket kimidir.
Lakin populyarlığına baxmayaraq, 3D çap həqiqətən də sənaye istehsalında liderlik etmək istəyirsə, yalnız plastik və qatran kimi "yumşaq xurma"lara etibar edə bilməz. Nümayiş əsərləri hazırlamaq üçün yaxşıdır, lakin ekstremal mühitlərə davam gətirə bilən yüksək temperaturlu hissələrin və ya yüksək möhkəmliyə, aşınmaya davamlı dəqiq cihazların hazırlanmasına gəldikdə, bir çox material dərhal yararsız hala düşür.
Bugünkü məqaləmizin qəhrəmanı da məhz buradan başlayır...alüminium oksidi tozu, ümumiyyətlə "korund" kimi tanınır. Bu material, yüksək sərtlik, korroziyaya davamlılıq, yüksək temperatur müqaviməti və əla izolyasiya kimi özünəməxsus möhkəm xüsusiyyətlərə malik olmaqla, aşınmaya davamlı deyil. Ənənəvi sənaye sahələrində o, artıq odadavamlı materiallar, aşındırıcılar, keramika və digər sahələrdə veterandır.
Beləliklə, sual budur ki, ənənəvi, "möhkəm" material qabaqcıl "rəqəmsal intellektual istehsal" texnologiyası ilə qarşılaşdıqda hansı qığılcımlar yaranacaq? Cavab budur: sakit bir material inqilabı baş verir.
Ⅰ. Niyə alüminium oksidi? Niyə qəlibi qırır?
Gəlin əvvəlcə 3D çapın əvvəllər niyə keramika materiallarına üstünlük vermədiyini müzakirə edək. Bir düşünün: plastik və ya metal tozları lazerlərdən istifadə edərək sinterləşdirildikdə və ya ekstruziya edildikdə idarə etmək nisbətən asandır. Lakin keramika tozları kövrəkdir və əriməsi çətindir. Lazerlərin sinterləşməsi və sonra əmələ gəlməsi çox dar bir proses pəncərəsinə malikdir, bu da onları çatlamağa və deformasiyaya meylli edir və nəticədə dözülməz dərəcədə aşağı məhsuldarlıq yaranır.
Bəs alüminium oksidi bu problemi necə həll edir? Bu, kobud qüvvəyə deyil, "ixtiraya" əsaslanır.
Əsas irəliləyiş 3D çap texnologiyasının və material formulasiyalarının əlaqələndirilmiş təkamülündədir. Bağlayıcı jetləmə və stereolitoqrafiya kimi mövcud əsas texnologiyalar "əyri yanaşma"dan istifadə edir.
Bağlayıcı jetləmə: Bu olduqca ağıllı bir hərəkətdir. Alüminium oksid tozunu lazerlə birbaşa əritməyin ənənəvi üsullarından fərqli olaraq, bu üsul əvvəlcə nazik bir alüminium oksid toz təbəqəsi tətbiq edir. Daha sonra, dəqiq bir inkjet printer kimi, çap başlığı istədiyiniz sahəyə xüsusi bir "yapışqan" püskürdür və tozu bir-birinə bağlayır. Toz və yapışqanın bu təbəqə-təbəqə tətbiqi nəticədə ilkin, formalı "yaşıl gövdə" verir. Bu yaşıl gövdə hələ bərk deyil, buna görə də keramika kimi, yüksək temperaturlu sobada son "odla vəftiz"dən - sinterləmədən keçir. Yalnız sinterləmədən sonra hissəciklər həqiqətən bir-birinə möhkəm bağlanır və ənənəvi keramika xüsusiyyətlərinə yaxınlaşan mexaniki xüsusiyyətlərə nail olur.
Bu, keramikanın birbaşa əridilməsi ilə bağlı çətinlikləri ağıllı şəkildə aradan qaldırır. Bu, əvvəlcə hissəni 3D çapla formalaşdırmaq, sonra isə ənənəvi üsullardan istifadə edərək ona ruh və güc qatmaq kimidir.
II. Bu “irəliləyiş” əslində harada özünü göstərir? Hərəkətsiz danışmaq sadəcə boş söhbətdir.
Əgər bunu bir irəliləyiş adlandırırsınızsa, deməli, burada müəyyən bacarıq olmalıdır, elə deyilmi? Həqiqətən də, 3D çapda alüminium oksid tozunun inkişafı sadəcə "sıfırdan" deyil, həqiqətən də "yaxşıdan əlaya" doğru gedir və əvvəllər həll olunmayan bir çox problemli məqamları həll edir.
Birincisi, bu, "bahalılıq" ilə sinonim olan "mürəkkəblik" anlayışını aradan qaldırır. Ənənəvi olaraq, mürəkkəb daxili axın kanalları olan burunlar və ya istilik dəyişdiriciləri kimi alüminium oksid keramikasının emalı qəlib formalaşdırma və ya emaldan asılıdır ki, bu da baha başa gəlir, vaxt aparır və bəzi strukturların yaradılmasını qeyri-mümkün edir. Lakin indi 3D çap dizayn edə biləcəyiniz istənilən mürəkkəb strukturun birbaşa, "qəlibsiz" yaradılmasına imkan verir. İnanılmaz dərəcədə yüngül, lakin olduqca möhkəm daxili biomimetik pətək quruluşuna malik alüminium oksid keramika komponentini təsəvvür edin. Aerokosmik sənayedə bu, çəki azaltmaq və performansın yaxşılaşdırılması üçün əsl "sehrli silahdır".
İkincisi, bu, "funksiya və formanın mükəmməl inteqrasiyasına" nail olur. Bəzi hissələr həm mürəkkəb həndəsələr, həm də yüksək temperatur müqaviməti, aşınma müqaviməti və izolyasiya kimi ixtisaslaşmış funksiyalar tələb edir. Məsələn, yarımkeçirici sənayesində istifadə olunan keramika bağlayıcı qollar yüngül olmalı, yüksək sürətlə hərəkət edə bilməli, tamamilə antistatik və aşınmaya davamlı olmalıdır. Əvvəllər birdən çox hissənin yığılmasını tələb edən şey indi etibarlılığı və performansı əhəmiyyətli dərəcədə artıraraq alüminium oksidindən tək, inteqrasiya olunmuş komponent kimi birbaşa 3D çap edilə bilər.
Üçüncüsü, bu, fərdiləşdirilmiş fərdiləşdirmənin qızıl dövrünə qədəm qoyur. Bu, xüsusilə tibb sahəsində diqqəti cəlb edir. İnsan sümükləri çox müxtəlif olur və əvvəlki süni sümük implantlarının ölçüləri sabit idi və bu da həkimləri əməliyyat zamanı onlarla kifayətlənməyə məcbur edirdi. İndi xəstədən alınan KT məlumatlarından istifadə edərək, xəstənin morfologiyasına mükəmməl uyğun gələn məsaməli alüminium oksidi keramika implantını birbaşa 3D çap etmək mümkündür. Bu məsaməli struktur yalnız yüngül deyil, həm də sümük hüceyrələrinin onun içinə böyüməsinə imkan verir, əsl "osseointeqrasiya"ya nail olur və implantı bədənin bir hissəsinə çevirir. Bu cür fərdiləşdirilmiş tibbi həll əvvəllər ağlasığmaz idi.
Ⅲ. Gələcək gəlib çatdı, amma çətinliklər də çoxdur.
Əlbəttə ki, biz sadəcə danışa bilmərik. 3D çapda alüminium oksidi tozunun tətbiqi hələ də böyük potensiala malik, eyni zamanda bəzi yeniyetməlik çətinlikləri ilə böyüyən bir "möcüzə" kimidir.
Qiymət yüksək olaraq qalır: 3D çap üçün uyğun olan yüksək təmizlikli sferik alüminium oksid tozu öz-özlüyündə bahadır. Buna milyonlarla dollarlıq ixtisaslaşmış çap avadanlığı və sonrakı sinterləmə prosesinin enerji istehlakı əlavə olunarsa, alüminium oksid hissəsinin çap dəyəri yüksək olaraq qalır.
Yüksək proses maneələri: Şlamın hazırlanması və çap parametrlərinin təyin edilməsindən tutmuş emaldan sonrakı ayırma və sinterləmə əyrisinin idarə olunmasına qədər hər bir mərhələ dərin təcrübə və texniki toplama tələb edir. Çatlama, deformasiya və qeyri-bərabər büzülmə kimi problemlər asanlıqla yarana bilər.
Performans ardıcıllığı: Çap olunmuş hissələrin hər bir partiyası üzrə möhkəmlik və sıxlıq kimi ardıcıl əsas performans göstəricilərinin təmin edilməsi genişmiqyaslı tətbiqlər üçün vacib bir maneədir.