أفاد الموقع الرسمي لمختبر HRL بالولايات المتحدة، أن الباحثين في المختبر حققوا طفرة كبيرة في مجال تكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد. لقد طوروا تقنية جديدة تستخدم الطباعة ثلاثية الأبعاد لإنتاج مواد سيراميكية فائقة القوة لا يمكن أن يكون لها أشكال معقدة فحسب، بل يمكنها أيضًا تحمل درجات حرارة عالية تزيد عن 1700 درجة مئوية، والتي من المتوقع أن تلعب دورًا في مجال الفضاء الجوي والصناعات الدقيقة. المجالات الكهروميكانيكية في المستقبل.
يتمتع السيراميك بالعديد من الخصائص المفيدة، مثل القوة العالية والصلابة العالية ومقاومة التآكل والتآكل، ولكن لديه أيضًا "كعب أخيل" - حيث لا يمكن تحويله بسهولة إلى أشكال معقدة. يمكن لتكنولوجيا الطباعة ثلاثية الأبعاد أن تجعل السيراميك له أشكال معقدة، لكن نقطة انصهار السيراميك العالية للغاية تحد من استخدام هذه الطريقة. في الوقت الحاضر، العديد من تقنيات الطباعة الخزفية ثلاثية الأبعاد ليست غير فعالة فحسب، بل غالبًا ما تحتوي المنتجات المطبوعة على شقوق. ولكن الآن، وبفضل عملية النماذج الأولية السريعة والمعالجة بالضوء المتطورة، تمكن باحثو HRL Lab من الحصول على أجزاء سيراميك مدمجة مقاومة للحرارة العالية مطبوعة ثلاثية الأبعاد بأشكال متنوعة.
في الدراسة الجديدة، ابتكر المهندس الكيميائي زاك إيكر والكيميائي تشاو يين تشو تركيبة راتنجية من السيليكون والنيتروجين والأكسجين والتي تصلب عند تعرضها لشعاع من الأشعة فوق البنفسجية داخل طابعة ثلاثية الأبعاد. يمكن طباعة الراتينج، المعروف باسم مقدمة السيراميك، بتقنية ثلاثية الأبعاد إلى أجزاء بأشكال وأحجام مختلفة، ويتم تحويل المادة المطبوعة إلى سيراميك عالي القوة وكثيف تمامًا عند تسخينه أكثر من اللازم.
وفقًا لتوبياس شيدلر، عالم المواد في مختبر HRL، فإن الطريقة الجديدة أكثر كفاءة بنسبة 100 إلى 1، 000 مرة من تقنيات الطباعة الخزفية ثلاثية الأبعاد السابقة وأقوى 10 مرات من المواد المماثلة.
ويعتقد الباحثون أن هذا السيراميك فائق القوة والمقاوم لدرجات الحرارة العالية يمكن استخدامه في تصنيع أجزاء كبيرة في المحركات النفاثة والطائرات فائقة السرعة، بالإضافة إلى المكونات المعقدة في الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة، مثل أجهزة الاستشعار الصغيرة، والعديد من المجالات الأخرى.