اختصاصی شبکه علمی ثریا- اخیرا گروهی از مهندسان با استفاده از پیچیدگی ساختاری در درختان و استخوانهای جانداران، راهی را برای ساخت سه بعدی دو نوع فولاد در یک لایه دایرهای با استفاده از دو دستگاه جوش ایجاد کرده اند.مادهٔ ساخته شده از این دو نوع فولاد،۳۳ تا ۴۲ درصد قویتر از فولاد معمولی است و این قدرت تا حدی بهخاطر فشار ایجاد شده به فلزات در هنگام سرد شدن است.این فناوری از ابزارهای معمولی و نسبتاً ارزان استفاده میکند،بنابراین تولیدکنندگان و تعمیرگاهها میتوانند از آن استفاده کنند.یک محقق در این مورد گفت:«با توسعه بیشتر این فناوری،میتوان از آن برای ساخت ایمپلنتهای پزشکی با کارایی بالا یا حتی ساخت قطعاتی برای فضاپیما استفاده کرد.»محققان با الهام گیری از طبیعت،خاطرنشان کردند که درختان و استخوانهای موجود در بدن جانداران،استحکام خود را از نحوه اتصال لایههایی از مواد مختلف با یکدیگر به دست میآورند.آنها برای ساخت این نوع سازه،از تجهیزات جوشکاری که معمولاً در اتومبیل فروشیها یافت میشود،استفاده کردند که در درونِ دستگاه سی.اِن.سی یکپارچه شدهاند.در نمایشی از روش جدید ساخت سه بعدی این نوع سازهها،دو سرِ دستگاه جوش یکی پس از دیگری روی یک لایه دایرهای کار میکنند تا دو فلز را با هم ادغام کنند.
این سازهٔ جدید،یک پوشش بیرونی از فولاد ارزانتر و یک هسته فولادی ضد زنگ و مقاوم در برابر خوردگی دارد.از آنجایی که فلزات در هنگام سرد شدن با سرعتهای متفاوتی منقبض میشوند،فشاری ایجاد میشود که اساساً باعث اتصال فلزات به هم میشود.نتایج آزمایشات مختلف،استحکام بیشتر این سازه را نسبت به فولاد ضد زنگ یا فولاد ملایم نشان داد.در حال حاضر،ساخت سازهٔ سه بعدی با چند فلز در یک تنظیم جوشکاری،مستلزم توقف در حین کار و تغییر سیمهای فلزی است.این در حالی است که روش جدید این مکث را از بین میبرد و دو یا چند فلز را در حالی که فلزات هنوز داغ هستند در یک لایه قرار میدهد.یک محقق در این مورد گفت:«این روش،فلزات را در یک دایره قرار میدهد.این کار اساساً به ماده اجازه میدهد تا ماده دیگر را به خود متصل کند.همچنین قابلیت تقویت لایه به لایه قطعات فلزی با ساخت سه بعدی میتواند به زودی گزینههای جدیدی را با توانایی ایجاد سریع قطعات فولادی مستحکم و سفارشیشده در اختیار سازندگان خودرو قرار دهد.
برای مثال با این روش،میتوان شفتهای محور دوفلزی مقاوم در برابر گشتاور یا روتورهای ترمز مقرونبهصرفه و با کارایی بالا را توسعه داد.به همین ترتیب،سازههای موجود میتوانند مواد مقاوم در برابر دمای بالا را در اطراف مواد داخلی برای کمک به سازه در حفظ دمای ثابت داشته باشند.»وی افزود:«از آنجایی که در این روش از دو دستگاه جوشکاری استفاده میشود،بنابراین ما میتوانیم از چندین ماده در همان لایه استفاده کنیم و با ترکیب آنها مزایایی ایجاد کنیم.»