ہانگ کانگ کے سائنسدانوں نے انتہائی مضبوط ٹائٹینیم مرکب بنانے کے لیے چھوٹی تھری ڈی پرنٹنگ تیار کی

ہانگ کانگ کی سٹی یونیورسٹی کے سائنسدانوں کی زیرقیادت ایک مطالعہ نے ایک انتہائی مضبوط، اعلیٰ لچکدار، اور سپر لائٹ ٹائٹینیم پر مبنی مرکب کو کامیابی کے ساتھ تیار کرنے کے لیے اضافی مینوفیکچرنگ (عام طور پر 3D پرنٹنگ کہا جاتا ہے) کا استعمال کیا۔ ان کی دریافت نے مختلف ساختی ایپلی کیشنز کے لیے بے مثال ڈھانچے اور خصوصیات کے ساتھ مرکب دھاتوں کو ڈیزائن کرنے کا ایک نیا طریقہ کھول دیا۔

3D پرنٹنگ: صرف ایک مولڈنگ ٹیکنالوجی سے زیادہ

زیادہ تر لوگوں کا خیال ہے کہ تھری ڈی پرنٹنگ ایک انقلابی ٹیکنالوجی ہے جو ایک ہی قدم میں پیچیدہ شکل کے مشینی پرزے تیار کر سکتی ہے۔ "تاہم، ہم نے محض ہندسی اعداد و شمار کو ڈیزائن کرنے کے بجائے، مواد کی ڈیزائننگ میں اس کی اہم صلاحیت کا انکشاف کیا ہے۔ ماہرین دھاتوں کا خیال ہے کہ مرکب مرکب میں یکسانیت کا فقدان ناپسندیدہ ہے کیونکہ یہ ناپسندیدہ خصوصیات جیسے ٹوٹ پھوٹ کا باعث بن سکتا ہے۔ اضافی مینوفیکچرنگ کے عمل میں تیز ٹھنڈک کے عمل میں ناہمواری کو کیسے ختم کیا جائے یہ اہم مسائل میں سے ایک ہے۔

ایک منفرد مائکرو اسٹرکچر ڈیزائن کریں۔

"اضافی مینوفیکچرنگ کی منفرد خصوصیات ہمیں مائیکرو اسٹرکچرز کو ڈیزائن کرنے میں زیادہ آزادی فراہم کرتی ہیں،" ڈاکٹر ژانگ نے وضاحت کی، جو اس مقالے کے پہلے مصنف بھی ہیں۔ "خاص طور پر، ہم نے ایک جزوی ہم آہنگی کا طریقہ تیار کیا ہے جو 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے مائیکرون سطح کے ارتکاز کے میلان کے ساتھ مرکب تیار کرتا ہے، جو کسی بھی روایتی مواد کی تیاری کے طریقے سے حاصل نہیں کیا جا سکتا۔"

انہوں نے جو طریقہ تجویز کیا ہے اس میں دو مختلف الائے پاؤڈرز اور سٹینلیس سٹیل پاؤڈر پگھلنے اور مکس کرنے کے لیے فوکسڈ لیزر بیم کا استعمال شامل ہے۔ 3D پرنٹنگ کے عمل کے دوران لیزر پاور اور اسکیننگ کی رفتار جیسے پیرامیٹرز کو کنٹرول کرتے ہوئے، ٹیم نے کنٹرول شدہ طریقے سے نئے مرکب میں عناصر کی غیر یکساں ساخت بنانے میں کامیابی حاصل کی۔

(ٹائٹینیم مرکب کا 3D پرنٹ شدہ اناج کی سمت کا نقشہ)

پروفیسر لیو نے کہا: اضافی مینوفیکچرنگ کے استعمال کے علاوہ، دو پاؤڈر مرکب کی ترکیب نئے مرکب میں بے مثال اعلی میٹاسٹیبل لاوا کی طرح مائکرو اسٹرکچر بنانے کے لئے ایک اور کلید ہے۔ یہ منفرد مائیکرو اسٹرکچر اعلی ترین میکانکی خصوصیات لاتے ہیں، جس سے مرکب بہت سخت اور وزن میں ہلکا ہوتا ہے۔ تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ نئے ٹائٹینیم مرکب میں بہترین میکانی خصوصیات ہیں۔

نیا مرکب: 40٪ ہلکا، سپر طاقت

عام طور پر، سٹینلیس سٹیل کا وزن 7.9 گرام فی مکعب سینٹی میٹر ہے، جب کہ نئے مرکب کا وزن صرف 4.5 گرام فی کیوبک سنٹی میٹر ہے، جو کہ تقریباً 40 فیصد ہلکا ہے۔ ان کے تجربات میں، لاوا نما ساخت کے ساتھ ٹائٹینیم مرکب نے ~ 1.3 گیگاپاسکل کی ایک اعلی تناؤ کی طاقت کا مظاہرہ کیا، جس کی یکساں لمبائی تقریباً 9% تھی۔ اس میں 300MPa سے زیادہ کام کرنے کی بہترین صلاحیت بھی ہے، جو فریکچر سے پہلے ایک بہت بڑا حفاظتی مارجن یقینی بناتی ہے، جو ساختی ایپلی کیشنز میں بہت مفید ہے۔

ان بہترین خصوصیات میں مختلف حالات، جیسے ایرو اسپیس، آٹوموٹو، کیمیکل، اور طبی صنعتوں میں اچھے ساختی استعمال کے امکانات ہیں۔ 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرنے والی پہلی ٹیم کے طور پر ایک منفرد مائیکرو اسٹرکچر اور خصوصیات کے ساتھ ایک نیا مرکب تیار کرنے کے لیے، ہم اس ڈیزائن کے تصور کو مختلف الائے سسٹمز پر مزید لاگو کریں گے اور نئے الائے کی دیگر خصوصیات کو مزید دریافت کریں گے۔