เมื่ออายุ 12 ปี Gideon Crawford กำลังทำมีดอยู่ในห้องใต้ดินของครอบครัว และตอนนี้ในฐานะเจ้าหน้าที่อาวุโสของ Virginia Tech ใน Department of Materials Science and Engineeringเขากำลังช่วยสร้างอนาคตของโลหะวิทยา Crawford เป็นส่วนหนึ่งของ Yu Research Group นำโดยผู้ช่วยศาสตราจารย์ Hang Yu ซึ่งเป็นหุ้นส่วนห้องปฏิบัติการกับMELD Manufacturing Corp ของ Christiansburg ซึ่งเป็นผู้นำด้านโลหะการพิมพ์ 3 มิติสำหรับอุตสาหกรรมและการป้องกันประเทศ
เทคโนโลยีที่เรียกว่าสารเติมแต่งแรงเสียดทานกวนทับถม (AFSD)
ค่อนข้างใหม่ ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษ 2000 และนักศึกษาในห้องทดลองของหยูกำลังช่วยพัฒนากระบวนการที่อุณหภูมิต่ำที่สามารถปรับขนาดได้ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่ออุตสาหกรรมต่างๆ
จากการทำงานในห้องแล็บ ครอว์ฟอร์ดไม่เพียงแค่เรียนรู้ที่จะเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์และเขียนสรุปผลการวิจัยในปีสุดท้ายเท่านั้น เขายังกระตุ้นความหลงใหลและสร้างเรซูเม่อีกด้วย Crawford กล่าวว่า “ระหว่างการทัวร์มหาวิทยาลัย แม่ของฉันและฉันได้พบกับ Michelle Czamanske ซึ่งเป็นที่ปรึกษาด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ และเธอใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงเพื่อพูดคุยกับเราเกี่ยวกับโปรแกรมและโอกาสทั้งหมดสำหรับการวิจัยระดับปริญญาตรีที่นี่” Crawford กล่าว “สิ่งนี้ทำให้ฉันเชื่อว่าฉันสามารถเติบโตและเรียนรู้ในช่วงเวลาที่ฉันเป็นนักศึกษาปริญญาตรี”
ประสบการณ์การวิจัยในห้องทดลองของ Yu อาจทำให้เขาเป็นที่ต้องการมากขึ้นจากนายจ้างและหลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษา ซึ่งเป็นเป้าหมายหลักของวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์และมหาวิทยาลัยในวงกว้าง AFSD ถือเป็นก้าวสำคัญในการผลิตสารเติมแต่ง Yu กล่าว กระบวนการสารเติมแต่งที่ใช้การปลอมช่วยให้ได้เปรียบด้านขนาดและรูปร่างบางประการที่พบในการหล่อ ขณะเดียวกันก็เพิ่มความแข็งแรงและลดสิ่งเจือปน และยังเหลืออีกมากให้สำรวจจากมุมมองการวิจัย
Yu ค้นพบกระบวนการ AFSD ของ MELD หลังจากมาถึงมหาวิทยาลัย
เวอร์จิเนียเทคในปี 2559 และปัจจุบัน ห้องปฏิบัติการของเขากำลังทำวิจัยเกี่ยวกับ AFSD ประมาณ 1.9 ล้านเหรียญสหรัฐ ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากกระทรวงกลาโหมสหรัฐ มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ และบริษัทฟอร์ด มอเตอร์
นอกจากนี้ เขายังกำลังสรุปผลงานในหนังสือวิชาการหลักเล่มแรกในหัวข้อนี้ ซึ่งมีชื่อว่า “Additive Friction Stir Deposition” ซึ่งมีกำหนดจะเผยแพร่ในวันที่ 1 กรกฎาคม โดย Elsevier ซึ่งเป็นบริษัทในเนเธอร์แลนด์ที่เชี่ยวชาญด้านเนื้อหาทางวิทยาศาสตร์ เทคนิค และการแพทย์ .
“เราคิดว่าสิ่งนี้จะมีผลกระทบอย่างมากในพื้นที่ที่อะลูมิเนียมมีความสำคัญ ฝ่ายป้องกันใช้อะลูมิเนียมที่มีความแข็งแรงสูงจำนวนมาก ซึ่งซ่อมแซมได้ยาก” หยูกล่าว แต่การซ่อมแซม AFSD ในห้องทดลองของเขา “มีสมบัติเชิงกลที่ดี เรายังสำรวจวัสดุอื่นๆ เช่น ทองแดง เหล็ก หรือแม้แต่ไททาเนียม”
การหล่อแบบดั้งเดิมของโลหะเหล่านี้ใช้ความร้อนสูงในการหลอมวัสดุ จากนั้นเทลงในแม่พิมพ์เพื่อทำให้เย็นลง ด้วยวิธีการนี้ สามารถใช้โลหะเพื่อสร้างรูปร่างและขนาดต่างๆ ได้ แต่กระบวนการนี้อาจทำให้เกิดสิ่งเจือปนและทำให้ความแข็งแรงของผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปลดลงได้ Yu กล่าว การตีโลหะจะทำให้โลหะร้อนและใช้แรงดันเพื่อทำให้โลหะเสียรูปโดยไม่หลอมละลาย แม้ว่ากระบวนการนี้จะสร้างผลิตภัณฑ์ที่แข็งแกร่งขึ้นโดยมีสิ่งเจือปนน้อยลง แต่รูปร่างและขนาดของผลิตภัณฑ์ปลอมแปลงก็มีจำกัด
แต่เครื่องพิมพ์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษของ MELD จะหมุนวัตถุดิบโลหะด้วยความเร็วสูงกับวัสดุพิมพ์เพื่อให้ความร้อน เครื่องยังออกแรงกดลงและเคลื่อนไปในทิศทางต่างๆ ขึ้นอยู่กับการออกแบบที่กำลังพิมพ์ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ โลหะจะไหลโดยไม่หลอมละลายและสามารถสะสมเป็นชั้นที่ยึดติดแน่นเพื่อสร้างส่วนประกอบที่ไร้รอยต่อในรูปทรงและขนาดต่างๆ
ในโรงงานของ MELD ใน Falling Branch Corporate Park ของ Montgomery County กระบอกอะลูมิเนียมไร้รอยต่อขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ฟุตแขวนอยู่บนผนังและบอกใบ้ ผู้ก่อตั้งและซีอีโอ Nanci Hardwick กล่าวถึงศักยภาพที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์สำหรับเทคโนโลยีของบริษัทของเธอ
“ถ้าคุณทำสิ่งนี้กับโลหะที่มีเทคโนโลยีอื่น มันจะไม่แบน และสิ่งนี้ก็ออกมาจากโต๊ะเครื่องพิมพ์แบบนี้” ฮาร์ดวิคกล่าว “ดังนั้นการทำของให้ใหญ่ขนาดนี้ด้วยโลหะจำนวนมากและยังคงแบนราบ — ไม่บิดเบี้ยวจากความเครียดที่หลงเหลือจากความร้อนที่มากเกินไป — จึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง”
จำนวนแอปพลิเคชันที่มีศักยภาพก็น่าตื่นเต้นเช่นกัน
“มันอาจเป็นถังเชื้อเพลิงหรือยานอวกาศก็ได้ มันอาจจะเป็นตัวโครงสร้างของยานใต้น้ำเหมือนเรือดำน้ำ” ฮาร์ดวิคกล่าว “มีชิ้นส่วนมากมายขนาดนี้ในเรือขนาดใหญ่ เช่น เรือบรรทุกเครื่องบิน ดังนั้นจึงมีกระบอกสูบหลายขนาดที่ใช้ในยานพาหนะและผลิตภัณฑ์ทุกประเภทในอุตสาหกรรมต่างๆ”
โดยปกติจะทำโดยการตีหรือหล่อแบบดั้งเดิม แต่ตอนนี้ลูกค้าของการผลิตประเภทนั้นกำลังประสบปัญหาการรอคำสั่งซื้อที่ยาวนาน
“ลูกค้าบางรายของเราสนใจความสามารถนี้ในการผลิตชิ้นส่วนขนาดใหญ่จริงๆ เพียงเพราะมันจะช่วยให้พวกเขาเร่งกำหนดการก่อสร้างได้ภายในหนึ่งปีสองปี” Hardwick กล่าว
ฮาร์ดวิคกล่าวว่า MELD สร้างและขายเครื่องพิมพ์ให้กับสถาบันวิจัยต่างๆ เช่น เวอร์จิเนียเทค หน่วยงานรัฐบาล เช่น กระทรวงกลาโหม และอุตสาหกรรมหนักต่างๆ เป็นหลัก ในความเป็นจริง บริษัทกำลังทำงานร่วมกับกองทัพเพื่อสร้างเครื่องจักรที่ใหญ่พอที่จะพิมพ์ส่วนประกอบของรถถัง จะสามารถพิมพ์ชิ้นส่วนได้สูงถึง 12 ฟุต ทำให้เป็นหนึ่งในเครื่องพิมพ์โลหะที่ใหญ่ที่สุดที่ใช้งานอยู่ในปัจจุบัน ในการสร้างฐานลูกค้า MELD อาศัยการวิจัยและพัฒนาที่ดีโดยพันธมิตร เช่น ห้องทดลองของ Yu เพื่อพิสูจน์ประโยชน์ของเทคโนโลยี“พวกเขาสำคัญมากสำหรับเราเพราะพวกเขามีความเชี่ยวชาญ พวกเขามีหนึ่งในเครื่องจักรของเรา และมีอุปกรณ์สร้างลักษณะเฉพาะระดับโลก” ฮาร์ดวิคกล่าว “เนื่องจากเป็นกระบวนการใหม่ ลูกค้าของเราจำเป็นต้องทราบข้อมูลจำนวนมากเกี่ยวกับเนื้อหาที่เราพิมพ์ และเวอร์จิเนียเทคกำลังช่วยให้เราได้รับข้อมูลนั้น”Jake Yoder ผู้สมัครระดับปริญญาเอกเป็นส่วนสำคัญของความสัมพันธ์ในช่วงสี่ปีที่ผ่านมา นอกจากงานของเขาในห้องทดลองของ Yu แล้ว Yoder ยังทำงานพาร์ทไทม์ที่ MELD เพื่อสำรวจว่า AFSD อาจใช้กับวัสดุที่มีมูลค่าสูงเช่นไทเทเนียมได้อย่างไร
“โดยส่วนตัวแล้วผมเคยเห็นอะลูมิเนียมวิ่งด้วยความเร็ว 50 ปอนด์ต่อชั่วโมง ซึ่งเร็วมาก” เขากล่าว “พวกเขายังไม่ถึงขีดจำกัดทางเทคนิคใดๆ สำหรับหมายเลขนั้น ฉันตื่นเต้นมากที่จะได้เห็นว่าคุณจะผลักดันมันต่อไปได้แค่ไหน”
credit : coachwebsitelogin.com assistancedogsamerica.com blogsbymandy.com blogsdeescalada.com montblanc–pens.com getthehellawayfromsalliemae.com phtwitter.com shoporsellgold.com unastanzatuttaperte.com servingversusselling.com
