Создан невероятно прочный титановый материал, которые изменит производство самолетов и ракет

У инженеров появилось новое секретное оружие.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Advanced Materials, ученые создали новый метаматериал, который обладает невероятной прочностью. Ученые считают, что этот материал, созданный из титанового сплава, может изменить то, как люди производят детали для самолетов и ракет. Уникальная конструкция решетчатой структуры материала делает его на 50% прочнее, чем следующий по прочности сплав аналогичной плотности, который используется в аэрокосмической промышленности, пишет Popular Mechanics (перевод - «Фокус»).

С помощью 3D-принтера ученые создали решетчатый куб из нового очень прочного метаматериала, основанного на титановом сплаве. Этот материал на 50% прочнее литого магниевого сплава WE54, который используется в аэрокосмической промышленности и имеет аналогичную плотность.

Ученые смогли преодолеть распространенную проблему с полыми ячеистыми структурами, которая связана с концентрацией давления на определенных участках стойки, что приводит к преждевременному выходу из строя конструкции.

Вместо этого ученые разработали решетку с несколькими топологиями, которая равномерно распределяет нагрузку, чтобы избежать проблемы с несущей нагрузкой на определенные точки, и она отклоняет трещины вдоль конструкции.

По словам ученых, для большинства топологий обычно менее половины материала в основном выдерживает сжимающую нагрузку, в то время как больший объем материала структурно незначителен. Ученые создали полую трубчатую решетчатую структуру, внутри которой проходит тонкая полоса. Эти два элемента вместе демонстрируют силу и легкость, объединяя две взаимодополняющие решетчатые структуры для равномерного распределения нагрузки.

Создать такую сверхпрочную решетку удалось благодаря лазерному 3D-принтеру для плавления порошковых слоев, который намного сложнее, чем обычный 3D-принтер. В нем используется металлический порошок, который плавится с помощью мощных лазерных лучей, поэтому принтер позволяет создавать сложные детали с широкими возможностями настройки.

Ученым удалось создать не только сверхпрочные решетчатые кубы, но им удалось создать их разных размеров – от нескольких метров до нескольких миллиметров. Это расширяет их потенциальное применение в различных отраслях. Материал устойчив к коррозии и нагреву и выдерживает температуру до 350 градусов Цельсия, хотя ученые считают, что он может выдержать и 650 градусов Цельсия.

Хотя открытие чрезвычайно прочного метаматериала является научным прорывом, его производство требует усовершенствованных технологий. Поэтому массовое применение метаматериала ожидается только через несколько лет.