Tennessee'deki Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı (ORNL) araştırmacıları, büyük ölçekli 3D baskılarda karşılaşılan en temel sorunlardan biri olan iç gözeneklilik sorununa yönelik önemli bir teknik geliştirdi. Yeni vakum destekli ekstrüzyon yöntemiyle, polimer parçalardaki iç boşluk oranı yüzde 75 oranında azaltılarak daha güçlü ve güvenilir bileşenlerin üretilmesi sağlandı.
GÖZENEKLİLİKTE KRİTİK SORUN
Büyük formatlı katkı üretimi (LFAM), havacılık, otomotiv ve savunma sanayilerinde geniş ölçekli ve karmaşık parçaların doğrudan üretiminde kullanılıyor. Ancak baskı sürecinde oluşan iç gözeneklilik, bu parçaların dayanıklılığını olumsuz etkileyerek kullanım alanlarını kısıtlıyordu. Bu boşluklar, parçaların mukavemetini düşürüp stres altında kırılmalara yol açabiliyor.
YENİ YÖNTEM NE SAĞLADI
ORNL’de görev yapan kompozit uzmanı Dr. Vipin Kumar, 3D baskı malzemelerinin yüksek sertlik ve düşük termal genleşme özelliğine sahip olmasına rağmen, iç gözeneklilik gibi kalıcı sorunlar nedeniyle potansiyelinin sınırlı kaldığını belirtti. Ekip, üretim sürecine vakum haznesi entegre ederek baskı sırasında sıkışan gaz, hava ve nemi ortamdan uzaklaştırmayı başardı. Böylece malzeme daha yoğun hale gelirken boşlukların oluşumu da ciddi ölçüde engellendi.
SONUÇLAR ÇARPICI OLDU
Yeni yöntemin etkinliği, lif içeriği değişken olan parçalar üzerinde dahi test edilerek kanıtlandı. Araştırma ekibi, gözeneklilik oranının bazı durumlarda yüzde 2’nin altına düştüğünü ve bunun geleneksel yöntemlere kıyasla büyük bir ilerleme olduğunu vurguladı. Bu buluşun yalnızca 3D baskıdaki gözeneklilik sorununu değil, aynı zamanda daha güçlü kompozitlerin geliştirilmesinin de önünü açtığı ifade edildi.
ENDÜSTRİYE YENİ KAPILAR
Dr. Kumar, sistemin mevcut LFAM iş akışlarına entegre edilebildiğini ve böylece üretim süreçlerini kolaylaştırırken parça kalitesini artırabileceğini dile getirdi. Malzemenin önceden gazdan arındırılması sayesinde daha temiz ve yoğun bir baskı elde edilebildiğini belirten Kumar, bu gelişmenin LFAM endüstrisi için önemli bir sıçrama olduğunu söyledi.
GELECEK PLANLARI VAR
Araştırma ekibi, yöntemi sürekli üretim sistemlerine entegre etmek için patent başvurusunda bulundu. Amaç, bu teknolojiyi endüstriyel düzeyde sürekli ve ölçeklenebilir hale getirerek gerçek zamanlı üretim süreçlerinde yaygın şekilde kullanmak. Çalışmalar, yöntemin yalnızca laboratuvar ortamında değil, gerçek dünya uygulamalarında da yüksek verimlilik sağlayabileceğini gösteriyor.
