Malzeme bilimi dünyasında titanyum alaşımlarının 3D baskı teknolojisiyle üretilmesi artık sıradan bir gelişme olarak kabul edilse de, bu alandaki sınırlamalar hâlâ tam olarak aşılmış değil. Özellikle endüstride yaygın olarak kullanılan Ti-6Al-4V alaşımı, yönsel dayanım zayıflıkları nedeniyle tartışma konusu olmayı sürdürüyor.
Avustralya RMIT Üniversitesi’nden katmanlı üretim araştırmacısı Ryan Brooke liderliğindeki ekip, bu sorunu ortadan kaldırmak ve 3D baskı titanyum alaşımlarının performansını artırmak amacıyla yeni bir yöntem geliştirdi.
ÖNGÖREN SİSTEM
Nature dergisinde yayımlanan çalışmada ekip, katkı üretim sürecinde elde edilecek tane yapısını üç temel parametreye göre öngörmeye odaklandı: Denge Dışı Katılaşma Aralığı (ΔTs), Büyüme Kısıtlama Faktörü (Q) ve Anayasal Aşırı Soğuma Parametresi (P).
Deneysel sonuçlara göre, bu parametreler arasında en güçlü öngörü kabiliyetine sahip olan ‘P’ parametresi, yeni alaşımların tasarım sürecinde yol gösterici olabilir. Böylece geliştirilecek yeni nesil alaşımlarda tekrar sayısı azalacak, zaman ve maliyet tasarrufu sağlanacak.
SÜNEK VE UCUZ
Ekip, ticarileştirme süreci devam ettiği için yeni titanyum alaşımının detaylarını kamuoyuyla paylaşmasa da, üretim maliyetinin standart titanyuma göre yüzde 29 daha düşük olduğunu vurguladı.
Araştırmacılar, sadece homojen bir mikroyapı değil, aynı zamanda yüksek mukavemet ve süneklik (çekme yatkınlığı) de elde ettiklerini belirtti. Bu yenilik, havacılık, savunma, biyomedikal implantlar ve endüstriyel ekipmanlarda daha ucuz, daha dayanıklı parçaların üretimini mümkün kılabilir.
ETKİ BÜYÜK
Yeni yöntemle üretilen titanyum alaşımları, jet motor parçalarından diş implantlarına kadar geniş bir kullanım alanına sahip. RMIT’den Brooke, “3D baskı potansiyelini tam anlamıyla kullanamıyoruz çünkü hâlâ eski alaşımlara bağlıyız. Geliştirdiğimiz yöntemle bu durum değişecek” açıklamasında bulundu.
Brooke, geliştirilen yaklaşımı “bir uçağı üretip sokakta sürmekle yetinmek” benzetmesiyle eleştiriyor ve daha ileri tasarımlar için bunun yeterli olmadığını savunuyor.
