Bilim dünyasında heyecan verici bir gelişme yaşandı! Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST) tarafından geliştirilen yeni bir metal 3D baskı yöntemi, erimiş metali baskı sırasında eliptik lazer ışınlarıyla karıştırarak 'istediğin alaşımı üret' imkanı sunuyor. Bu yenilikçi teknik, mevcut makinelerde sadece yazılım güncellemesiyle hayata geçirilebiliyor ve çok daha güçlü alaşımlar basılmasına olanak tanıyor.
Bu teknoloji, lazerin düz çizgiler yerine döngüsel eliptik yollar izlemesiyle erimiş metali karıştırıyor. Mevcut 3D yazıcılar için herhangi bir donanım değişikliği gerektirmeyen bu yöntem, halihazırda kullanılan makinelerde bile daha önce mümkün olmayan, karıştırılması zor alaşımların üretilmesini sağlıyor. Yapılan testlerde, yoğun bir yüksek-entropili alaşım olan RHEA-19 ile hafif bir titanyum alaşımı başarıyla birleştirilerek gerçek zamanlı olarak yeni bir alaşım elde edildi.
Klasik lazer toz yatak füzyonunda, lazer ince metal toz katmanlarını nokta nokta eritir. Standart baskılarda lazer düz çizgiler izler ve bu da her bir erime havuzunun içeriğini yalnızca sınırlı bir şekilde karıştırmasına neden olur. Ancak yeni yöntemde, araştırmacılar lazerin ilerlerken döngüler çizmesini sağlayarak eriyik halindeki metalin daha aktif bir şekilde karışmasını sağlıyor. Mevcut yazılım firmaları bu tür karmaşık araç yolları üretemediği için ekip, kendi kontrol yazılımını geliştirmek durumunda kaldı.
Bu yöntem, yalnızca tarama desenini değiştirdiği için, fabrikalardaki makineler basit bir yazılım güncellemesiyle bu yeni tekniği kullanabilecek. Araştırmacılar, bu hızda faz değişimlerini takip etmenin daha önce denenmemiş bir yöntem olduğunu belirtiyor. Hatta bu, kendi başına dikkate değer bir başarı olarak kabul ediliyor.
Metallerin farklı yoğunlukları, erime noktaları ve yüzey gerilimleri, soğuma sırasında ayrışıp zayıf, benekli bölgeler oluşturmalarına neden olur. Özellikle beş veya daha fazla metali eşit oranlarda karıştıran yüksek-entropili alaşımlar bu duruma daha yatkındır ve bu da onları döküm için zorlu hale getirir. Ancak baskı sırasında yapılan karıştırma işlemi, bu sorunun üstesinden gelmeyi başarıyor.
Araştırmacılar, aynı yöntemin elementel metal tozlarını kullanarak makinelerin anında bitmiş alaşımlar üretebileceğini, böylece her kompozisyon için ayrı ön alaşımlı toz stoklama ihtiyacını ortadan kaldırabileceğini öngörüyor. Ayrıca, bir parçanın tamamında kompozisyonun sürekli olarak derecelendirilebilmesi, bir jet türbini kanadının kaynaklı bir eklem olmadan metaller arasında geçiş yapabilmesi anlamına geliyor. Metal baskı, plastik baskıya göre çok daha zorlu bir süreçtir, çünkü alaşımlar aşırı yüksek sıcaklıklarda erir ve soğurken faz değişimleri yaşar.
Bu çığır açan araştırma, Additive Manufacturing dergisinde yayımlandı. NIST, eliptik tarama desenlerini, eklemeli imalatta kusurları bastırmak ve mikro yapıyı yönlendirmek için çalıştıkları kontrol stratejileri arasında listelemeye de başladı.
