جنرال لواء

الباحثون يطورون طريقة آمنة لطباعة المتفجرات ثلاثية الأبعاد


سيستمر التصنيع الإضافي (المعروف أيضًا باسم الطباعة ثلاثية الأبعاد) في كونه أحد أكبر الطرق التي يتطلع بها المهندسون لبناء تصاميم ومواد معقدة بشكل متزايد. لكن مجموعة واحدة من المهندسين استخدمت للتو هذه العملية لصياغة شيء فريد حقًا. ابتكر فريق من الباحثين من جامعة بوردو طريقة لوضع مواد مثل الثرميت والحرارة النانوية في مادة متفجرة باستخدام التصنيع الإضافي.

باختصار ، هذا يعني أنه يمكن الآن طباعة المواد النشطة مثل المتفجرات والألعاب النارية بأمان ثلاثي الأبعاد.

استخدمت المجموعة المكونة من سبعة باحثين معرفتهم بالطاقة مع أنظمة ترسيب الحقن المحدثة من أجل إنشاء نوع جديد من الطابعات - واحد قادر على وضع مادتين على سرير من الركيزة بترتيب معين ومحدد للغاية.

تتحد المواد الخاملة معًا لتكوين نانوثيرميت - مادة مصنوعة من جزيئات نانوية لا تطلق طاقتها العالية دون أن تشتعل أو من محفز آخر.

كانت طالبة الدكتوراه أليسون موراي جزءًا أساسيًا في بناء طابعة ثلاثية الأبعاد قادرة على طباعة مواد نانومترية بعناية. على عكس الأنماط الأخرى للطابعات ثلاثية الأبعاد ، اختارت طابعة Murray فوهة ثابتة ومنصة متحركة في الأسفل بدلاً من فوهة متحركة. وفقًا لموراي ، يمكن للمنصة (أو "المسرح") التحرك بدقة ميكرون فقط.

وقالت أيضًا إن المشروع جمع بين مجالين غير مرتبطين على ما يبدو معًا لخلق نتيجة وظيفية مدهشة.

قال موراي: "المواد الحيوية مجال مفهومة إلى حد كبير ، وكذلك التصنيع الإضافي". "ما يميز هذا المشروع هو تقاطع هذين الحقلين ، والقدرة على إيداع المواد النشطة بأمان مع هذا المستوى من الدقة."

تم إشعال العينات المطبوعة ثلاثية الأبعاد من النانوثرميت كجزء من البحث. كان على الفريق "تفجير" إبداعاتهم لتحليلها. تم وضع كل عينة كهربائيا. استخدم الباحثون التصوير الحراري عالي السرعة بالإضافة إلى المسح المجهري الإلكتروني (STEM) لمعرفة مدى قوة إبداعاتهم المطبوعة.

قال موراي: "إنها تحترق عند 2500 كلفن [أكثر من 4000 درجة فهرنهايت]". "إنه يولد الكثير من الدفع ، والكثير من الحرارة ، ويصدر صدمة عالية لطيفة!"

[أنظر أيضا]

قال الفريق إنهم يأملون أن يثبت العمل جدوى وجدوى استخدام طابعة نافثة للحبر التفاعلية كطريقة لوضع المواد النشطة في هياكل أكبر. قال فريق بوردو إن هذا يفتح الباب أمام "معالجة أكثر أمانًا للمواد وتطوير مجموعة واسعة من المواد النشطة التي كانت تعتبر سابقًا غير متوافقة مع الطباعة النافثة للحبر."

قال البروفيسور جيفري رودس ، المشرف على Murray: "إنها سمة مميزة لجامعة بيرديو أن الأساتذة من خلفيات مختلفة يمكن أن يعملوا معًا في مشروع كهذا" "يمكننا دمج جميع خبراتنا للتعاون في التقنيات التي لم يكن من الممكن تحقيقها من قبل."

يمكن أن تُظهر النتائج نفسها أيضًا كيف يمكن دمج الهندسة الميكانيكية الدقيقة مع مجالات أخرى تبدو غير مرتبطة. ستنظر الأبحاث الإضافية ، وفقًا للفريق ، في مدى تأثير شكل الترسيب على إنتاج الطاقة الكلي وأداء المادة.

يمكن العثور على الورقة بأكملها على ملف مجلة الفيزياء التطبيقية.


شاهد الفيديو: تصميم مجسمات ثلاثية الأبعاد قابلة للطباعة - الحلقة الاولي (ديسمبر 2021).