Được tài trợ

LÀM VIỆC VỚI KIM LOẠI

Trong một khoảng thời gian rất dài, việc sản xuất với kim loại rất khó khăn và tốn kém. Hợp kim nhôm độ bền cao là vật liệu khó làm việc để sản xuất phụ gia, còn được gọi là in 3D. Hiện nay, các nhà nghiên cứu từ phòng thí nghiệm HRL đã phát triển một phương pháp mới cho phép chúng ta in 3D bằng nhôm có độ bền cao và hàn các vật liệu không thể phục hồi trước đây.

Hunter Martin, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học California, Santa Barbara và là kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Cảm biến và Vật liệu của HRL, cho biết: “Chúng tôi đang sử dụng lý thuyết hạt nhân 70 năm tuổi để giải quyết vấn đề 100 năm tuổi với một chiếc máy thế kỷ 21”

Các nhà nghiên cứu tại HRL đã đưa ra một phương pháp mà họ gọi là “nanofunctionalization”, ở đây bột có kích thước nano được cho vào máy in 3D. Chúng được làm nóng bằng tia laser và tráng thành các lớp mỏng để đông lại thành một vật thể ba chiều. Trong suốt quá trình nóng chảy và đông đặc lại, các cấu trúc được tạo ra bằng phương pháp này không bị nứt và có thể duy trì toàn bộ độ bền của hợp kim nhờ vào các hạt nano hoạt động như các vị trí cấu tạo hạt nhân trong cấu trúc vi mô của hợp kim.

“Mục tiêu đầu tiên của chúng tôi là tìm ra cách để loại bỏ hoàn toàn sự nứt nóng. Chúng tôi tìm cách kiểm soát cấu trúc vi mô và giải pháp nên là cái gì đó xảy ra một cách tự nhiên với cách vật liệu này rắn lại”, Martin nói.

CÁC KẾT CẤU TỐT HƠN VÀ BỀN VỮNG HƠN

Các hợp kim có độ bền cao như nhôm – bao gồm các loại như Al7075 và Al6061 – hiện đang được sử dụng trong kỹ thuật máy bay và phụ tùng ô tô, ví dụ như làm thân máy bay. Tuy nhiên, các phương pháp hiện nay phần lớn khá tốn kém và không thể cho phép thao tác tốt hơn trên các vật liệu này.

Giờ đây, với kỹ thuật nano mới này của HRL giúp dễ dàng mở rộng, có thể in 3D những hợp kim có độ bền cao với mọi hình dạng và kích cỡ. Điều này cho phép sản xuất nhanh hơn, rẻ hơn và chi tiết hơn bằng vật liệu có độ bền cao. Hơn nữa, vì sự nóng chảy và đông đặc lại trong quá trình in 3D cũng na ná như hàn nên kỹ thuật của họ cũng có thể hàn được các hợp kim trước đó không thể hàn lại được.

Để xác định những hạt nào có các tính chất mà ta cần, nhóm HRL đã nhờ giúp đỡ từ Citrine Informatics. “Mục đích sử dụng phần mềm tin học là để tiếp cận có chọn lọc lý thuyết hạt nhân mà chúng ta đã biết để tìm ra các nguyên liệu với những tính chất mà chúng ta cần”, Brennan Yahata của HRL giải thích. “Một khi chúng ta cho chúng biết những gì ta cần tìm, phần mềm sẽ phân tích một cơ sở dữ liệu lớn các tài liệu sẵn có và thu hẹp phạm vi tìm kiếm từ hàng trăm ngàn xuống chỉ còn một vài lựa chọn. Chúng tôi đã từng đi từ một đống cỏ khô đến có thể là một số ít lá kim.”

Nguồn: Futurism

Gửi phản hồi