Rice Üniversitesi’nden Bilim İnsanları 3 Boyutlu Yazıcılar ile Kurşun Geçirmez Polimer Bloklar Ürettiler
Fotoğraf: Rice Üniversitesi mühendisleri kafes yapısını değiştirerek aynı polimerden üretilen bloklara kıyasla 10 kat daha fazla etkinlik elde ettiler.
Rice Üniveristesi’nden bilim insanları teorik bir malzeme üzerinde çalışırken, oldukça yüksek durdurma kabiliyetine sahip gerçek bir malzeme elde etmeyi başardılar. Ekibin üç boyutlu yazıcılar ile bastığı kübik kafes yapıları boşluklar içermesine rağmen neredeyse elmas kadar dayanıklı olması sayesinde etkileyici bir performans sergiliyor.
Bu çalışmanın başlangıç noktası olan malzeme ise 1993 yılından beri tübülan olarak bilinen çapraz bağlı karbon nanotüp yapılar. Bu malzeme üstün dayanım özellikleri sergilese de bilim insanları hala bu malzemelerin üretimi için etkin bir yöntem bulmaktan uzaklar. Diğer yandan, üç boyutlu yazıcıların devreye girmesi bazı imkanları da beraberinde getirdi.
Projenin baş yazarı Seyed Mohammad Sajadi “henüz sentezlenememiş pek çok teorik sistem var” diyor. “Pratik olmayan bu çalışmalar hayali kalıyor. Ancak üç boyutlu yazıcı teknolojisi ile boyutu değil topolojiyi kontrol ettiğimizden, önceden belirlenmiş bazı mekanik özellikleri elde edebiliyoruz.”
Rice Üniversitesi mühendisleri tünülanların arkasındaki teoriyi bir bilgisayar programında farklı blok yapıları tasarlamak için kullandılar. Daha sonra da bu yapıları üç boyutlu olarak basarak nasıl bir performans sergileyeceklerini incelediler.
Bu ölçeği büyütülmüş kafes yapıları aynı polimerden yapılmış standart malzemelerle karşılaştırmalı teste tabi tutulduklarında çok etkileyici sonuçlar verdiler. Saniyede 5.8 km hızla ilerleyen mermiler ile test edilen küpler, darbeyi sönümlemede 10 kat daha etkili olduklarını gösterdiler.
Sajadi merminin yapının ikinci katında takıldığını belirtiyor. Diğer yandan katı bloklarda, oluşan çatlaklar yapı boyunca ilerliyor.
Fotoğraf: Rice Üniveristesi’nden bilim insanları teorik bir malzeme üzerinde çalışırken, oldukça yüksek durdurma kabiliyetine sahip gerçek bir malzeme elde etmeyi başardılar.
Çalışma ekibi aynı zamanda malzemeyi basınç altında kırmaya yönelik çalışmalar da yaptı. Malzeme yük altında çatlamak yerine, tübülana benzer bir şekilde yükü sönümleyerek kendi üzerine geçiriyor.
Sajadi’ye göre bu tübülanvari yapıların boyutunu kısıtlayan tek şey üç boyutlu yazıcının boyutu. Bu yapının farklı metal, seramik ve polimer malzemeler ile türevleri çalışılabilir ve bunlara pek çok farklı uygulama alanı bulunabilir. Ekip tasarımlarını en iyi haline getirmek için çalışmalara devam ederken, inşaat, havacılık, uzay, petrokimya ve gaz üretimi gibi pek çok sektöre yönelik de uygulama alanları geliştiriyor.
Çalışmanın yazarlarından Peter Boul, “üç boyutlu yazıcılar ile üretilmiş yapıların darbe dayanımları onları bambaşka bir sınıfa taşıyor” diyor.
Bu çalışma Journal Small’da yayınlandı.
Kaynak: newatlas.com
