اختصاصی بسپار/ پیشرفتهای نوآورانه و زیستپایدار در کامپوزیت های پلیمری برای ساخت برهمافزا: فرایند، ریزساختار و خواص مکانیکی
بسپار/ایران پلیمر ساخت برهمافزا (AM) تولید قطعات سفارشی را در صنایعی چون هوافضا، خودرو، مراقبت سلامت، الکترونیک و انرژیهای تجدیدپذیر دگرگون کرده است. این فناوری با فراهمکردن انعطافپذیری در طراحی بینظیر، کوتاهکردن زمان ورود به بازار و به حداقل رساندن پسماند، امکان ساخت محصولات باکیفیت و زیستپایدارتر را نسبت به روشهای سنتی مانند ماشینکاری و قالبگیری تزریقی فراهم میکند. ساخت برهمافزا همچنین در طول چرخه عمر ماده، مصرف انرژی، نیاز به منابع و انتشار CO2 را میکاهد و با اهداف جهانی زیستپایداری همسو است. این مقاله دیدگاههایی دربارهی زیستپایداری بسپارهای مورد استفاده در ساخت برهمافزا ارائه میکند و بسپارهای زیستپایه را با بسپارهای سنتی مقایسه مینماید. بسپارهای زیستپایه در مرحلهی تولید ردپای کربنی کمتری دارند، هرچند ممکن است در ماندگاری و کارکرد مکانیکی از جمله خواص کششی و خمشی با چالش روبهرو شوند. در مقابل، بسپارهای سنتی گرچه مقاومترند، اما انرژی بیشتری مصرف کرده و کربن بیشتری منتشر میکنند. چندسازههای بسپاری (polymer composites) بهینهشده برای ساخت برهمافزا با بهبود چشمگیر ویژگیهای ماده، زمینهساز راهکارهای نوآورانه و زیستپایدارتر میشوند. این مقاله تازهترین پژوهشهای مربوط به چندسازههای بسپاری در ساخت برهمافزا را گرد آورده و بر فنون فراورش، روابط ریزساختار بر ویژگی، کارکرد مکانیکی و شیوههای ساخت و تولید زیستپایدار تمرکز دارد. این پیشرفتها ظرفیت دگرگونساز ساخت برهمافزا را برای ارائهی راهکارهای چندمنظوره و پربازده در طیف وسیعی از صنایع نشان میدهد.
1. مقدمه
ساخت برهمافزا فرایندهای تولید را در صنایعی مانند هوافضا، خودرو، سلامت، الکترونیک و انرژیهای تجدیدپذیر متحول کرده و امکان ساخت سریع اشکال و قطعات پیچیده را فراهم آورده است. در طول سی سال گذشته، ساخت برهمافزا به فناوری پیشگام در صدر صنعت 4.0 تبدیل شده است. این روش ساخت لایهبهلایه که بر تنوارههای (مدل) طراحی به کمک رایانه (CAD) استوار است، مزایای بیهمتایی از جمله کاهش زمان ورود به بازار، سفارشیسازی و حداقلسازی پسماند مواد ارائه میدهد. پیشرفتهای اخیر در فناوری ساخت برهمافزا با وارد کردن نانومواد به فاز پیوستهی (ماتریس) بسپاری، ویژگیهای مکانیکی، گرمایی و ساختاری محصولات را بهطور چشمگیری ارتقا داده است. موادی مانند نانولولههای کربنی و گرافن در بسپارها و پودرها ادغام میشوند و کاربردهایی را در بخشهای پیشرفته همچون هوافضا و تجهیزات پزشکی امکانپذیر میسازند. این نوآوریها توان ساخت برهمافزا را برای تولید هندسهها و ساختارهای پیچیدهای که پیشتر با روشهای ساخت متعارف دستیافتنی نبودند، افزون میسازد. این مقاله با عنوان پیشرفتهای نواورانه و زیستپایدار در چندسازههای بسپاری برای ساخت برهمافزا به بررسی دستاوردهای اخیر در ساخت برهمافزا میپردازد. موضوعات مطرحشده شامل فنون فراورش، روابط و اثرهای ریزساختار بر خواص، کارکرد مکانیکی و شیوههای ساخت زیستپایدارتر است. پرداختن به این موضوعات، این مقاله را بر آن میدارد تا شکافهای پژوهشی را پر کرده و نوآوری در چندسازههای بسپاری متناسب با کاربردهای ساخت برهمافزا را تقویت کند. شکل ۱ توجه روزافزون پژوهشی به ساخت برهمافزا را در بازه ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۴، با افزایش پیوسته تعداد انتشارات، نشان میدهد. این روند گسترش پذیرش فناوریهای ساخت برهمافزا را در صنایع مختلف، در پاسخ به تقاضا برای قطعات سبکوزن، زیستپایدار و سفارشی بازتاب میدهد. افزایش پیوستهی تعداد مقالهها نقش محوری ساخت برهمافزا را در شکلدهی آیندهی تولید برجسته میکند.
برگردان: مهندس عمادالدین درانی
emaddoddindorrani@gmail.com
(ادامه دارد …)
متن کامل این مقاله را در شماره 277 دوماهنامه پوشرنگ از گروه مجلات بسپار که در نیمه آبان ماه 1404 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
