Genellikle üç boyutlu (3D) baskı olarak bilinen katkı üretimi, bir parçanın katman katman oluşturulduğu ve son şekillerine yakın bileşenler oluşturmak için oldukça kullanışlı olan yeni bir süreçtir. Bu süreç, yüksek karmaşıklık ve düşük malzeme atıklarına sahip ürünler için geleneksel üretim süreçlerinin hakimiyetine meydan okumaktadır. Katkı maddesi imalatı ile yapılan titanyum alaşımları çeşitli endüstrilerdeki uygulamalarda kullanılmıştır. Ancak füzyon-iç yüksek soğutma oranları ve yüksek termal gradyan tabanlı metal katkı üretim süreci genellikle çok ince bir mikro yapı ve eğilime yol açar. Katkı üretiminin işleme parametrelerini optimize etme girişimleri, titanyum tanelerinin eşit büyümesini teşvik etmek için koşulları değiştirmenin zor olduğunu göstermiştir.
Alüminyum gibi diğer ortak mühendislik alaşımlarının aksine, titanyum için mikro yapıyı etkili bir şekilde rafine edebilen ticari tanecik arıtıcısı yoktur. Katkı maddesi üretiminde kullanılan mevcut titanyum alaşımları, 3 boyutlu yazıcı işlemi sırasında sütun şeklindeki kristallerde genellikle soğuk ve yapışıktır. Bu da onları çatlamaya veya bozulmaya eğilimli hale getirir. Ancak bu günlerde bu sorunu çözmüş gibi görünen bakır eklenmesi ile elde edilebilen yeni bir titanyum alaşımı açıklanmıştır. Oluşturulan bu yeni baskılı titanyum-bakır alaşımlı numuneleri , herhangi bir özel işlem kontrolü veya ek işlem yapılmadan, tamamen eşit ince taneli bir mikro yapıya sahiptir. Ayrıca umut verici mekanik özellikleri, yüksek verim gücü ve düzenli uzama gibi, benzer işleme koşulları altında geleneksel alaşımları ile karşılaştırıldığında, oldukça avantajlı görünmektedirler. Titanyum-bakır alaşımlarının 3-D yazıcılar için başarılı denemeleri, tıbbi cihaz, savunma ve havacılık uygulamaları için yeni bir dizi yüksek performanslı alaşımı ortaya çıkarabilir.
Bir Çok Alanda Kullanılabileceği Öngörülmektedir
RMIT Üniversitesi Mühendislik Fakültesi’nden Profesör Mark Easton, titanyum-bakır alaşımının herhangi bir özel proses kontrolü veya ek tedavi olmaksızın “olağanüstü özellikler” ile 3D yazıcılarda üretilebildiğini belirtti. Profesör Easton ayrıca şöyle açıkladı; “Özellikle dikkat edilmesi gereken tamamen eşitlenmiş tanecik yapısıydı. Bu, kristal taneciklerin her yöne eşit olarak büyümesi ve sütunların yerine güçlü bir bağ oluşturması anlamına gelir. Bu mikro yapıya sahip alaşımlar çok daha yüksek kuvvetlere dayanabilmektedir. İmalat sırasında çatlama veya bozulma gibi kusurlara sahip olma olasılığı çok daha düşük olacaktır.”
CSIRO, Queensland Üniversitesi ve Ohio Devlet Üniversitesi’nden RMIT Üniversitesi ile iş birliği yapan ekipler, alaşım bileşimi ve tanecik mikro yapısı alanında önde gelen araştırmacıları bünyelerinde barındırmaktadır. CSIRO Kıdemli baş araştırma bilim adamı Dr. Mark Gibson, bulgularının benzer metal sistemlerin özelliklerini iyileştirmek için aynı şekilde işlenebileceğini de öne sürmüştür. Ancak benzer etkilere sahip olması muhtemel diğer alaşım elementlerinin de var olduğu bilinmektedir. 3D yazıcılar sayesinde yüksek dayanıklılığa sahip olarak üretilecek tüm ürünlerin havacılık ve biyomedikal endüstrilerinde kullanılabileceği tahmin edilmektedir.
Kaynak
https://phys.org/news/2019-12-adding-copper-d-printed-titanium.html
Yorumlar