Ostatnio, według doniesień zagranicznych mediów, stal damasceńska jest twarda i wytrzymała, głównie dlatego, że składa się z różnych warstw stopowych. W starożytności był to preferowany materiał, zwłaszcza materiał ostrza. Obecnie Instytut Maxa Plancka w Düsseldorfie w Niemczech oraz Instytut Technologii Laserowej im. Fraunhofera w Akwizgranie opracowały proces, który umożliwia produkcję takiej stali warstwa po warstwie w drukarce 3D. Wśród nich Twardość każdej pojedynczej warstwy można indywidualnie dostosować.

Według doniesień proces produkcji stali damasceńskiej początkowo odnosił się konkretnie do stali wykonanej ze stali Uzi. Został importowany z Indii ponad 2000 lat temu i produkowany lub sprzedawany w Damaszku. Ma zakrzywione, faliste, jasne i ciemne paski przypominające płynącą wodę. Ze względu na datowanie stali Uzi, prawdziwa stal damasceńska dawno stała się zagubioną sztuką i wielu naukowców i rzemieślników zajmujących się inżynierią odwrotną stawiało jej wysokie oczekiwania.

Jednak podstawowe zasady stojące za tym rodzajem stali zostały przyswojone przez późniejszych ludzi. Jeśli odwiedzisz nowoczesną wystawę w okresie renesansu, zwiedzający mogą znaleźć wiele kopii o nieoczekiwanej jakości w stoisku miecznika.

Podobno ostrze ze stali damasceńskiej jest wytwarzane przez wiązanie żelaznych prętów i pieczenie ich do wysokiej temperatury, a następnie skręcanie ich razem. Kowale będą go bić i podgrzewać wielokrotnie, aby stworzyć skomplikowane wzory fal. Ten rodzaj technologii przetwarzania może dostosować swoją wydajność, kontrolując zawartość węgla. Na przykład na rdzeń miecza wybierana jest miękka i twarda stal, a następnie jest ona spawana razem z zaostrzoną krawędzią miecza, która jest hartowana i ostrzona w specjalnym procesie.

Warto zauważyć, że naukowcy z Düsseldorfu i Akwizgranu próbują odtworzyć starożytny proces produkcji stali damasceńskiej za pomocą druku 3D i technologii laserowej. Co więcej, ta nowa technologia nie wykorzystuje dwóch różnych materiałów do tworzenia nowych stopów, a jedynie proszki stopowe żelaza, niklu i tytanu, które topi się laserem i wprowadza warstwa po warstwie w celu uzyskania pożądanego kształtu, a następnie usuwa nadmiar proszku , możesz zaprezentować finalny produkt.

Dodatkowo, choć wciąż należy do kategorii druku 3D metalu, to różnicą nowej technologii jest zastosowanie lasera i zmiana jego struktury krystalicznej metalu w celu tworzenia naprzemiennych warstw stali twardej i ciągliwej.

Philipp Kürnsteiner, doktor habilitowany w Instytucie Maxa Plancka, powiedział: „Pomyślnie zmodyfikowaliśmy mikrostrukturę każdej warstwy podczas procesu drukowania 3D, aby końcowy komponent miał wymaganą wydajność bez konieczności dalszych poprawek. Stal jest hartowana. W pewnych warunkach utworzy małe mikrostruktury niklowo-tytanowe. Te tak zwane osady twardnieją materiał. Poddane naprężeniom mechanicznym zapobiegną przemieszczeniu sieci krystalicznej, która jest jednocześnie plastyczną charakterystyką deformacji. Po dodaniu każdej warstwy metal można schłodzić do temperatury poniżej 195°C (383°F), pozostawiając miękką warstwę i tworząc stal, która łączy w sobie wytrzymałość i ciągliwość.

Dalsza lektura:

Zanim odpowiemy na to pytanie, porozmawiajmy o dwóch punktach wiedzy.

Pierwsza z nich to czym jest stal damasceńska?

W świecie islamskim stal damasceńska jest ostrą bronią w erze zimnej broni. Można powiedzieć, że twardość i elastyczność broni wykutej ze stali damasceńskiej może bezpośrednio decydować o wyniku wojny, upadku lub ekspansji państwa.

Wysoka zawartość węgla jest kluczem do procesu produkcji stali. Ponieważ wysoka zawartość węgla może powodować ostre krawędzie i dobrą retencję, ilość węgla w całej mieszance jest prawie niekontrolowana. Produkt o zbyt niskiej zawartości węgla to kute żelazo, które jest zbyt miękkie, aby można je było wykorzystać w produkcji broni; produktem o zbyt dużej zawartości węgla jest żeliwo, które jest zbyt kruche.

W epoce krucjaty w latach 1095-1270 europejscy rzemieślnicy robili wszystko, co w ich mocy, by walczyć z arabskimi odpowiednikami na potrzeby wojny. Próbowali różnych technik przetwarzania. Wytwarzali stal i żelazo w procesie składania lub używali do tego srebra i kwasu. Stal została przetworzona w celu imitacji struktury falistej, unikalnej dla stali damasceńskiej, ale nie powiodło się.

Rzemieślnicy z całego świata również używali tego składanego rzemiosła, tacy jak Celtowie w VI wieku pne (szkockie wyżyny), Wikingowie (Wikingowie) w XI wieku naszej ery i Japończycy w XI wieku. Żaden z nich nie może osiągnąć najwyższego poziomu stali damasceńskiej, która jest zarówno sztywna, jak i elastyczna oraz ma wspaniały wygląd.

Ale dziwne jest to, że islamscy metalurdzy mogą kontrolować wrodzoną kruchość materiałów wysokowęglowych i przekuwać je na broń używaną w bitwie. Jednak nawet dla jego wynalazcy, islamskiego wytwórcy noży, ta umiejętność została niewytłumaczalnie utracona w połowie XVIII wieku.

Ze względu na utratę procesu produkcji stali damasceńskiej, ludzie coraz bardziej interesują się tym legendarnym procesem. Kierując się ciągłym postępem współczesnej nauki, krok po kroku rozwiązano jej zagadkę.

Okazuje się, że stal damasceńska jest faktycznie infiltrowana przez tri-żelazo (fe3c). Ponieważ średnica tych cząstek jest bardzo mała, około 6-9 mikronów i są one ściśle ułożone, powstaje tajemniczy wzór na korpusie stalowego noża. Sam węglik żelaza jest bardzo twardy, nawet twardszy niż stal. Po włożeniu do noża ostrze posiada właściwości sztywności i elastyczności.

Zawartość węgla w stali damasceńskiej wynosi 1.5%, ale zawartość węgla po wydobyciu wynosi 3.9 ~ 4.7%, a pozostałe 0.5% po rafinacji, ale zawartość węgla nie wydaje się być prostym wyjaśnieniem procesu w Damaszku stal. Dokładnie przeanalizowaliśmy sam korpus stalowy i stwierdziliśmy, że zawiera 0.003% wanadu, który działa jak katalizator i może wytwarzać więcej węglika żelaza.

Skąd pochodzi ta odrobina wanadu?

Tajna metoda polega na tym, że podczas podgrzewania stalowej sztabki oprócz żelaznego bloku dodać węgiel drzewny, odłamki szkła i zielone liście. Topienie szkła tworzy żużel, który zapobiega utlenianiu wlewka stalowego. Liście wytwarzają wodór, który przyspiesza karbonizację żelaza i ponownie zwiększa zawartość węgla w żelazie. Węglik żelaza, co powoduje konieczność wykonywania wzorów. Po wielokrotnym hartowaniu i kucie, materiał ze stali damasceńskiej jest w zasadzie gotowy.

Po drugie, aby zrozumieć drukowanie 3D laserowych materiałów metalowych?

Technologia druku 3D laserowego materiału metalowego jest również znana jako technologia szybkiego prototypowania laserowego. Materiałem używanym do produkcji laserowej i wytwarzania modeli stałych jest ciekła żywica światłoczuła, która po pochłonięciu energii w paśmie ultrafioletowym kondensuje i zamienia się w materiał stały. Wyprodukowany model bryłowy jest kompilowany do programu i wprowadzany do komputera elektronicznego. Wyjściowa wiązka lasera z lasera jest kontrolowana przez komputer w celu sterowania systemem ścieżki optycznej, tak aby skanował i odciskał się na materiale modelowym. Tam, gdzie znajduje się wiązka lasera, pierwotny płynny materiał jest skondensowany.

Wiązka laserowa kończy skanowanie cechowanie pod kierunkiem komputera elektronicznego i zestala światłoczuły materiał polimerowy warstwa po warstwie i dokładnie układa je w próbki, aby stworzyć solidny model. Dlatego stosowanie tej metody do tworzenia modeli bryłowych jest szybkie, a powstałe modele bryłowe są znakomite.

Wracając więc do naszego aktualnego tematu: jak wykorzystać technologię drukarki 3D do odtworzenia procesu produkcyjnego stali damasceńskiej?

Stosując proszki stopowe żelaza, niklu i tytanu, stapiane laserowo i wprowadzane warstwa po warstwie, można uzyskać pożądany kształt. Lasery są wykorzystywane do modyfikowania struktury krystalicznej materiałów metalicznych w celu wytwarzania naprzemiennych warstw stali twardej i ciągliwej. Po dodaniu każdej warstwy materiał metalowy można schłodzić do temperatury poniżej 195°C (383°F), pozostawiając miękką warstwę i wytwarzając stal o kombinacji wytrzymałości i rozciągliwości. Następnie usuń nadmiar proszku, aby zakończyć produkcję stali damasceńskiej.

Do ukończenia tego procesu wymagane są łącznie trzy punkty wiedzy, o których wspomnieliśmy powyżej, stal damasceńska, druk 3D i laser. Zmieniając energię lasera, szybkość procesu drukowania materiałów metalowych 3D i inne czynniki, można dość dokładnie kontrolować właściwości metalu, aby zakończyć produkcję stali damasceńskiej.

Link do tego artykułu: Technologia druku 3D odtwarza proces produkcji stali damasceńskiej

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com

PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji obróbka cnc Chiny usługi. Certyfikat ISO 9001:2015 i AS-9100.

Warsztat obróbki skrawaniem specjalizująca się w usługach prefabrykacji dla branży budowlanej i transportowej. Możliwości obejmują cięcie plazmowe i tlenowo-paliwowe, Obróbka na miarę, MIG i Niestandardowe aluminiowe urządzenie do precyzyjnego frezowania CNC do spawaniaformowanie rolkowe, montaż, Tokarka do obróbki stali nierdzewnej maszyna cnc wał, strzyżenie i Szwajcarskie usługi obróbki CNC. Obsługiwane materiały obejmują węgiel i Pasywacja Części pokrywy do obróbki stali nierdzewnej.

Opowiedz nam trochę o budżecie Twojego projektu i przewidywanym czasie realizacji. Opracujemy z Tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel. Zapraszamy do bezpośredniego kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ).