معجزه تیتانیومی در ساخت خودرو و سازه‌ها
تاریخ انتشار: ۱۸ اسفند ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۹۰۸۴۹۲
دانشمندان با بهره گیری از پرینتر‌های سه بعدی فلزی پیشرفته، می‌توانند ساختار‌های مشبکی را با الهام گرفتن از طبیعت ایجاد کنند که قادر است تا تنش بار را در بین پایه‌های داخلی توزیع کند.
به گزارش خبرآنلاین به نقل از popularmechanics، دانشمندان با بهره‌گیری از این روش، یک مکعب شبکه‌ای از یک فراماده جدید ساخته‌اند که ۵۰ درصد از آلیاژ‌های هوافضا با چگالی مشابه قوی‌تر است.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
طبیعت بزرگترین معلم مهندسان است. انسان‌ها سوزن‌های جراحی را با الهام گرفتن از پشه‌ها ساختند؛ لامپ‌های LED را با ایده گرفتن از کرم شب‌تاب و حتی فناوری ساخت هلیکوپتر را با تماشای مرغ مگس‌خوار طراحی کردند. مهندسان برای ایجاد بعضی از سخت‌ترین مواد هوا فضا، با بازسازی ساختار‌های شبکه‌ای در پایه‌های توخالی موجود در نیلوفر‌های آبی ویکتوریایی و رجان‌های لوله‌ای وارد عمل شده‌اند.
البته بازآفرینی این سازه‌های طبیعی، یک دردسر بزرگ مهندسی به شمار می‌رود؛ چرا که توانایی تولید محدود، بدین معناست که این سازه‌های مشبک، پتانسیل تحمل بار زیادی ندارند. خوشبختانه عصر چاپ سه بعدی، حالا سطحی از ظرافت را به ارمغان آورده که به مهندسان اجازه می‌دهد تا اسرار سبک و در عین حال بادوام طبیعت را به خدمت بگیرند.
متاماده‌ای هم وزن، ولی قوی‌تر از آلیاژ منیزیمدر مقاله‌ای که اخیرا در مجله Advanced Materials منتشر شد، دانشمندانی از دانشگاه سلطنتی فناوری ملبورن (RMIT) استرالیا، یک متاماده را با بهره‌گیری از فناوری چاپ سه‌بعدی ساخته‌اند که ۵۰ درصد قوی‌تر از آلیاژ منیزیم ریخته‌گری WE ۵۴ است که در صنعت هوا فضا مورد استفاده قرار می‌گیرد و این درحالی است که چگالی مشابهی با آن دارد.
اعضای این تیم، در این مسیر بر یک مشکل رایج درباره "ساختار‌های سلولی" توخالی که دلیل آن استرس متمرکز بر نواحی خاصی از پایه است که منجر به شکست زودرس می‌شود، غلبه کردند. در نتیجه دانشمندان توانستند یک شبکه چند توپولوژیک طراحی کنند که تنش بار را به شکل یکنواختی توزیع کند و بدین ترتیب"نقاط داغ" در تحمل وزن بار، ایجاد نشده و ترک‌ها در طول سازه منحرف گردید.
ماکیان، استاد دانشگاه RMIT و یکی از نویسندگان مطالعه در این رابطه گفت: «در اکثر توپولوژی‌ها، به‌شکل معمول کمتر از نیمی از مواد، بخش عمده بار فشاری را متحمل می‌شوند؛ این در حالی است که حجم بیشتر مواد از نظر ساختاری ناچیز است. ما یک ساختار شبکه‌ای لوله‌ای توخالی طراحی کردیم که یک نوار نازک در درون آن قرار دارد. این دو عنصر باهم قدرت و سبکی‌ای را به نمایش می‌گذارند که تا پیش از این در طبیعت با هم دیده نشده بودند. با ادغام موثر دو ساختار شبکه‌ای مکمل برای توزیع یکنواخت تنش، ما از نقاط ضعفی که استرس معمولا در آن‌ها متمرکز می‌شود، اجتناب خواهیم کرد.»
ایجاد این شبکه فوق‌العاده بادوام و چند توپولوژیکی، به لطف چاپگر همجوشی بستر لیزری پودری (L-PBF) امکان پذیر است که بسیار پیچیده‌تر از چاپگر سه‌بعدی رومیزی معمولی افراد است. همان‌طور که از نام این چاپگر پیداست، این دستگاه از پودر فلزی که با استفاده از پرتو‌های لیزر پرقدرت در جای خود ذوب می‌شوند، استفاده می‌کند. براساس یک مطالعه جداگانه که در سال ۲۰۲۳ انجام شد، این پرینتر محدودیت طراحی کمی بر هندسه قطعات اعمال می‌کند و ساخت قطعات پیچیده‌ای که بسیار قابل تنظیم هستند را فراهم می‌سازد.
این حد غیرقابل باور از آزادی عمل در تولید، این امکان را برای محققان فراهم کرد که نه تنها مکعب‌های شبکه‌ای فوق‌العاده قوی‌ای را ایجاد کنند، بلکه موفق به ساخت آن‌ها در اندازه‌های متفاوتی از چند میلی‌متر تا چند متر شدند. بدین ترتیب کاربرد‌های بالقوه آن‌ها در صنایع مختلف افزایش چشمگیری خواهد داشت. این ماده به علاوه در برابر خوردگی و گرما مقاوم است و می‌تواند تا دمای ۳۵۰ درجه سانتیگراد را تحمل کند (البته دانشمندان مطمئند که حتی رسیدن به آستانه ۶۰۰ درجه سانتیگراد نیز امکان‌پذیر خواهد بود.)
البته کشف این فراماده بسیار قوی، تازه مرحله اول کار است و ساخت چنین شی پیچیده‌ای در مقیاس انبوه، چالش بعدی خواهد بود. این در درجه اول به این دلیل است که طبق اعلام محققان، هرکسی دستگاه همجوشی بستر لیزری پودری را در اختیار ندارد.
اما به محض اینکه این دستگاه در اختیار باشد، شگفتی‌های طبیعت بار دیگر در اختیار ما قرار خواهد گرفت.
منبع: فرارو
کلیدواژه: قیمت طلا و ارز قیمت خودرو قیمت موبایل سه بعدی شبکه ای
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۹۰۸۴۹۲ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
توقیف خودرو‌های حامل گندم خارج از شبکه توزیع در جویبار
سرهنگ محمد محمدپور رئیس پلیس امنیت اقتصادی مازندران گفت: ماموران اداره اطلاعات و عملیات پلیس امنیت اقتصادی استان در پی اقدامات اطلاعاتی مبنی بر بارگیری و حمل گندم خارج از شبکه توزیع از محور کیاسر به مقصد شهرستان جویبار موضوع را در دستور کار خود قرار دادند.
او افزود: ماموران پس از انجام تحقیقات میدانی طی هماهنگی با مرجع قضائی به همراه کارشناسان اداره صنعت، معدن و تجارت و اداره غله شهرستان جویبار در حالی که خودرو‌های فوق قصد تخلیه گندم در یک انبار نگهداری کالا در شهرستان جویبار را داشتند آن را توقیف کردند.
سرهنگ محمدپور از کشف ۲۸ تن نهاده دامی (گندم) خارج از شبکه توزیع در بازرسی از خودرو‌های مورد نظر خبر داد و گفت: ارزش کالای توقیف شده بالغ بر ۷ میلیارد ریال برآورد شده است.
رئیس پلیس امنیت اقصادی مازندران افزود: با توجه به عدم ارائه مدارک از جمله حواله تخلیه و حمل و همچنین عدم اعلام موجودی کالای مورد نظر به مبادی مربوطه کالای مورد نظر به استناد تبصره ۴ ماده ۱۸ قانون مبارز ه با قاچاق کالا و ارز محموله مکشوفه به عنوان کالای قاچاق توقیف و در این خصوص ۲ متهم دستگیر و موضوع در دست رسیدگی است.
علت فوت پزشک متخصص در استان فارس در دست بررسی است