مواد و ساخت پیشرفته

همجوشی بستر پودر لیزر (LPBF) یک تکنیک ساخت افزایشی امیدوارکننده برای ساخت قطعات آلیاژ حافظه دار NiTi با هندسه های پیچیده است که ساخت آنها از طریق روش های پردازش سنتی دشوار است. این تکنیک به ویژه برای کاربردهای زیست پزشکی آلیاژهای حافظه دار شکلی NiTi مانند استنت ها، ایمپلنت ها و دستگاه های دندانپزشکی و جراحی، که در آنها در درجه اول از اثر فوق الاستیک مواد استفاده می شود، جذاب است. با این حال، تعداد کمی از قطعات NiTi ساخته شده به روش ساخت افزایشی گزارش شده‌اند که تحت کشش در شرایط چاپ شده، بدون عملیات حرارتی پس از ساخت، خاصیت سوپر الاستیسیته از خود نشان دهند. زیرا در این قطعات به دلیل اکسیداسیون در حین فرایند ساخت افزایشی (چاپ سه بعدی) تخلخل و تردی به صورت همزمان ایجاد می شود و این خواص سوپرالاستیسیته این قطعات را کاهش می دهد.

در یک بررسی اخیر، قطعات NiTi با استفاده از همجوشی بستر پودر لیزر ساخته شده اند و نشان داده شده است قطعات تولید شده سوپر الاستیسیته فوق العاده کششی دمای اتاق را تا 6٪ در شرایط چاپ شده تجربه می کنند و این تقریبا دو برابر حداکثر مقدار گزارش شده در بررسی های گذشته است. این ویژگی با از بین بردن تخلخل و ترک ها از طریق استفاده از پارامترهای پردازش بهینه، تنظیم دقیق تبخیر نیکل از مواد اولیه پودر NiTi غنی از نیکل و کنترل محتوای اکسیژن محفظه چاپ به دست آمده است. تجزیه و تحلیل بافت کریستالوگرافی نشان داده است که قطعات NiTi چاپ شده دارای بافت ترجیحی قوی برای سوپر الاستیسیته هستند. بافت ترجیحی عاملی است که زمانی که قطعات با شکل پیچیده در معرض بارگذاری های ترکیبی قرار می گیرند، باید به دقت در نظر گرفته شود. بررسی‌های میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، وجود ذرات اکسید با اندازه نانو و رسوب‌های غنی از نیکل را در قطعات چاپ‌شده نشان داده است که با مانع شدن مکانیسم‌های انطباق غیرالاستیک برای تبدیل مارتنزیتی، نقش مهمی در بهبود خاصیت سوپر الاستیسیته دارند.

منبع:

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359645422001689