علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
اكتشف علماء جامعة تينيسي ومختبر أوك ريدج الوطني أن البناء بالترسيب المنصهر (FDM) يمكن أن يقوي روابط المواد المطبوعة عن طريق الطابعة ثلاثية الأبعاد بنسبة تصل إلى 200 ٪.
يمكن تحسين قوة وفعالية منتجات الطابعة ثلاثية الأبعاد (الطابعة الواقعية) من خلال تقنية طورها علماء جامعة تينيسي – نوكسفيل ومختبر أوك ريدج الوطني بنفس الجامعة.
تستخدم هذه العملية ، التي تسمى البناء بالترسيب المنصهر (FDM) ، بإستخدام الأشعة فوق البنفسجية ، والتي يمكن أن تعزز روابط المواد المطبوعة ثلاثية الأبعاد لتحمل الإجهاد المستعرض (تأثير القوة على وحدة المساحة) بنسبة 200٪. البناء بالترسيب المنصهر (FDM) هي تقنية شائعة في الصناعة التحويلية وتستخدم بانتظام في طباعة النماذج الأولية ، وقوالب العمليات الصناعية ، وأجزاء مصممة في العديد من المجالات الصناعية. في البناء بالترسيب المنصهر FDM ، يتم تمرير خيوط من خلال فوهة ساخنة وترسب طبقة طبقة لإنشاء هيكل.
“هناك حوالي إثني عشر طريقة للطباعة ثلاثية الأبعاد ، وكل هذه الطرق تعاني من نقص القدرة الكافية على التصاق الطبقات مع بعضها البعض. هذا يعني أن العديد من هذه المواد هشة ، لذلك لا يمكنها التعامل مع الكثير من الضغط قبل كسرها “، كما قال مارك دادمون ، أستاذ الكيمياء في جامعة تينيسي UT وعضو هيئة التدريس المشترك في مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL).
أصبح دادمون (Dadmun) وفريقه مهتمين بهذه المشكلة عندما تم إنتاج سيارة ثلاثية الأبعاد في (مختبر أوك ريدج الوطني (ORNL)). على الرغم من أن هذا كان إنجازًا رائعًا ، إلا أن هذه السيارات المصنعة بالطابعة الواقعية ليست قابلة للقيادة نظرًا لوجود نقاط ضعف فيها. وإذا ما تعرضت هذه السيارات لأي حادث فإن هياكلها ستتشقق.
نقاط الضعف هذه هي نتيجة لضعف التصاق الطبقات ببعضها البعض بسبب تكدس المادة وضعف ارتباط سلسلة التفاعلات للمركبات الكيميائية المكونة لهذه الطبقات. لكن كان لدى دادمون فكرة لحل هذه المشكلة.
وقال دادمون: “لقد وجدنا أن عمل روابط كيميائية عبر طبقات المنتج المطبوع من شأنه أن يعزز المادة ويجعلها أقوى، لأن الجزيئات أصبحت الآن مرتبطة ببعضها البعض بدلاً من أن تكون في طبقات متفككة وكأن جزيئات كل طبقة تطفو على الأخرى وغير متلاصقة”.
في العملية الجديدة ، تتشكل الروابط الكيميائية عند استخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية أثناء الطباعة. الأشعة فوق البنفسجية تبدأ تفاعلا قادرا على أن يربط بين مواد الطباعة ، والتغلب على مشكلة الهشاشة وخلق مواد أقوى. إن طريقة البناء بالترسيب المنصهر (FDM) سهلة التنفيذ وتقدم تحسينات لتماسك المواد المتعددة.
يعمل دادمون Dadmun وزملاؤه الآن على توسيع هذه الطريقة لتشمل مواد أخرى. وأضاف دادمون “في نهاية المطاف، نريد نقل الطباعة ثلاثية الأبعاد من تقنية المصنّع إلى تكنولوجيا التصنيع”.
*تمت الترجمة بتصرف