أميركا تخطط لاستخدام "السيراميك الداكن" في الصواريخ.. لماذا؟

يعمل الباحثون في معهد بحوث بوردو التطبيقية (PARI) على استكشاف استخدام ثوري للتصنيع الإضافي لإنتاج السيراميك الداكن، وهو مادة مثالية للمركبات الفرط صوتية نظرا لمتانته العالية ومقاومته المتزايدة للتآكل والتدهور.

ووفقا لما نشرت مجلة ذا ديفينس بوست فباستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد بتقنية معالجة الضوء الرقمي (DLP)، يستطيع الفريق إنتاج السيراميك الداكن بأشكال وأحجام دقيقة وبأسطح عالية الدقة.

وقال رودني ترايس، قائد المشروع :"تتيح هذه التقنية إنتاج تصميمات وهندسات معقدة بأسطح ناعمة للغاية ومستوى دقة يصل إلى الميكرون".

وأضاف:"من خلال هذه العملية، نجحنا في طباعة مجموعة متنوعة من الأشكال، مثل المخاريط الحادة وأنصاف الكرات، والتي تُستخدم في بناء المركبات الفرط صوتية".

الصواريخ الفرط صوتية

هذه ليست المرة الأولى التي تستكشف فيها الولايات المتحدة التصنيع الإضافي لتطوير تقنيات فرط صوتية.

ففي مايو 2024، تعاقد البنتاغون مع شركة Aerojet Rocketdyne لتطوير نموذج أولي لنظام دفع فرط صوتي باستخدام الطباعة ثلاثية الأبعاد.

التحديات المحتملة
على الرغم من أن السيراميك الداكن يعد مثاليا للأنظمة الفرط صوتية بسبب مقاومته العالية للظروف القاسية، إلا أن لونه الداكن يمثل تحديا في تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المعتمدة على معالجة الضوء الرقمي (DLP).

تعمل هذه التقنية باستخدام الأشعة فوق البنفسجية (UV) لتصلّب المادة، ولكن الأصباغ الداكنة تمتص الضوء فوق البنفسجي، مما يُعيق عملية التصلّب ويؤدي إلى زيادة وقت الإنتاج.

وأوضح ترايس هذه المشكلة قائلا: "نظرًا لأن المساحيق الداكنة تمتص الضوء فوق البنفسجي، فإننا لا نستطيع تشكيل طبقات سميكة كما هو مطلوب. وبالتالي، نحصل على أعماق تصلّب رقيقة جدًا، مما يؤثر سلبًا على الوقت اللازم لبناء كل جزء".

حلول مبتكرة
للتغلب على هذه العقبة، يخطط الفريق للتعاون مع خبراء لاستكشاف أنظمة مبتكرة، ومعالجات سطحية، وطرق تصنيع جديدة.

وتهدف هذه الحلول إلى القضاء على المشكلات التي قد تظهر خلال مرحلة ما بعد المعالجة للمشروع، مما يُسهّل إنتاج المواد المستخدمة في الصواريخ والطائرات الفرط صوتية بدقة وكفاءة أكبر.