Legendarną stal damasceńską teraz można tworzyć za pomocą drukarki 3D

Legendarna stal damasceńska, słynąca ze swoich niesamowitych właściwości, obiekt zachwytu miłośników średniowiecznej broni, do dziś kryje wiele tajemnic. Bo choć naukowcy z całego świata od lat posiłkują się wsteczną inżynierią, żeby odkryć sekretną metodę jej wytwarzania, która zniknęła ok. roku 1600 (i nigdy nie została opanowana w Europie), to wciąż nie udało się to w 100%. Oczywiście w efekcie niektórych prac otrzymaliśmy broń białą o podobnych właściwościach i niemal identycznym wyglądzie (charakterystyczne fale), ale wciąż nie udało się wiernie odtworzyć właściwości oryginału (dziś można kupić sobie nawet noże kuchenne z tzw. stali damasceńskiej, która jest wizualnie zbliżona do pierwowzoru, ale mocno ustępuje mu pod względem wytrzymałości).

Być może dlatego, że przez dłuższy czas wierzono, że stal damasceńska była produkowana w podobny sposób jak miecze w Europie i Japonii, tj. poprzez skuwanie na gorąco i zawijanie kilkudziesięciu kolejnych warstw stali o narastającej stopniowo twardości, a następnie wkładanie ich do kwasu solnego i ostatecznym szlifowaniu ostrza. I choć proces ten pozwala na uzyskanie na powierzchni charakterystycznego wzoru, to niestety nie miał on zastosowania w oryginale, bo jak udowodniły współczesne badania, stal damasceńska była wytapiania jednolicie. Mówiąc krótko, naukowcy mają jeszcze tutaj ogromne pole do popisu i zamierzają z niego skorzystać, np. drukując stal damasceńską w drukarce 3D.

Obecnie większość prób odtworzenia stali damasceńskiej opiera się na łączeniu dwóch różnych gatunków stali, ale niemieccy inżynierowie postawili na zupełnie inną technikę z wykorzystaniem jednego materiału, a mianowicie pyłu z żelaza, niklu i tytanu. Ten jest następnie kładziony warstwa po warstwie, topiony za pomocą lasera i kształtowany w wybraną formę, a pozostałości są usuwane, by odsłonić finalny produkt. To jak łatwo zauważyć podstawowe drukowanie metalu 3D, ale z wykorzystaniem lasera, który modyfikuje strukturę metalu, aby uzyskać różniące się warstwy twardej i plastycznej stali, czyli wygląd stali damasceńskiej: - Z sukcesem zmodyfikowaliśmy mikrostrukturę każdej z warstw podczas drukowania 3D, dlatego finalny produkt ma pożądane właściwości, a wszystko to bez powtarzanego ogrzewania stali.

W jaki sposób laser jest w stanie tego dokonać? Kiedy każda warstwa jest dodawana, metalowi pozwala się ochładzać do temperatury poniżej 195℃, co pozostawia miękką warstwę. Żeby uzyskać twardą warstwę na wierzchu, dodaje się kolejną warstwę metalu, pozwala jej się schłodzić, a następnie traktuje laserem, żeby zmienić strukturę i utwardzić całość. W efekcie dostajemy więc stal, która łączy w sobie twardość i plastyczność. Co więcej, zdaniem badaczy moc i czas działania lasera można modyfikować, żeby uzyskiwać różne właściwości metalu, a całość zajmuje znacznie mniej czasu niż klasyczne metody: - Technologia ta otwiera drzwi do dopasowywania lokalnych mikrostruktur w kontrolowany sposób już podczas procesu dodawania kolejnych warstw i to nawet w przypadku bardzo złożonych dzieł, sprawiając jednocześnie, że niepotrzebne są czynności poprodukcyjne.

Źródło: GeekWeek.pl/