Tədqiqatçılar, ərinti tərkibinin, proses dəyişənlərinin və termodinamikanın əlavə olaraq hazırlanmış hissələrə necə təsir etdiyini daha yaxşı başa düşmək üçün ərinti tərkibinin mikrostrukturların çap oluna bilməsi və bərkiməsinə təsirini sistematik şəkildə araşdırdılar. 3D çap təcrübələri vasitəsilə onlar ərintinin xüsusiyyətlərini optimallaşdırmaq və mikro miqyasda üstün, eyni hissələri çap etmək üçün tələb olunan ərintilərin kimyasını və proses parametrlərini müəyyən etdilər. Maşın öyrənməsindən istifadə edərək, qeyri-bərabərliyin qarşısını almaq üçün hər cür ərinti ilə istifadə edilə bilən bir formula yaratdılar.
Texas A&M tədqiqatçıları tərəfindən hazırlanmış yeni üsul üstün 3D çap edilmiş metal hissələri yaratmaq üçün ərintinin xüsusiyyətlərini və proses parametrlərini optimallaşdırır. Tədqiqatda istifadə edilən nikel tozu ərintinin rəngli elektron mikroqrafiyası burada göstərilir. Raiyan Seedenin izni ilə.
Texas A&M tədqiqatçıları tərəfindən hazırlanmış yeni üsul üstün 3D çap edilmiş metal hissələri yaratmaq üçün ərintinin xüsusiyyətlərini və proses parametrlərini optimallaşdırır. Tədqiqatda istifadə edilən nikel tozu ərintinin rəngli elektron mikroqrafiyası burada göstərilir. Raiyan Seedenin izni ilə.

Əlavə istehsal üçün istifadə edilən ərinti metal tozları müxtəlif konsentrasiyalarda nikel, alüminium və maqnezium kimi metalların qarışığını ehtiva edə bilər. Lazer yataqlı toz füzyonu 3D çapı zamanı bu tozlar lazer şüası ilə qızdırıldıqdan sonra sürətlə soyuyur. Alaşımlı tozdakı müxtəlif metallar fərqli soyutma xüsusiyyətlərinə malikdir və müxtəlif dərəcələrdə bərkiyir. Bu uyğunsuzluq mikroskopik qüsurlar və ya mikroseqreqasiya yarada bilər.

Tədqiqatçı Raiyan Seede, "Alaşım tozu soyuduqda, ayrı-ayrı metallar çökə bilər" dedi. “Suya duz tökdüyünüzü təsəvvür edin. Duzun miqdarı az olanda dərhal əriyir, lakin siz daha çox duz tökdükcə həll olunmayan artıq duz hissəcikləri kristal kimi çökməyə başlayır. Əslində, çapdan sonra tez soyuyan metal ərintilərimizdə baş verənlər budur”. Seede dedi ki, bu qüsur çap olunmuş hissənin digər sahələrində olanlardan bir qədər fərqli metal inqrediyentləri olan kiçik ciblər kimi görünür.

Tədqiqatçılar dörd ikili nikel əsaslı ərintilərin bərkimə mikrostrukturlarını araşdırdılar. Təcrübələrdə onlar müxtəlif temperaturlarda və nikel əsaslı ərintidə digər metalın artan konsentrasiyalarında hər bir ərinti üçün fiziki fazanı öyrəndilər. Müfəssəl faza diaqramlarından istifadə edərək, tədqiqatçılar aşqarların istehsalı zamanı ən az mikroseqreqasiyaya səbəb olacaq hər bir ərintinin kimyəvi tərkibini təyin etdilər.

Sonra, tədqiqatçılar müxtəlif lazer parametrlərində ərinti metal tozunun tək bir yolunu əritdi və gözenekliliksiz hissələri təmin edəcək lazer toz yatağının birləşmə prosesinin parametrlərini təyin etdilər.
Nikel və sink ərintisinin tək lazer skan kəsiyinin skan edən elektron mikroskop şəkli. Burada tünd, nikellə zəngin fazalar daha yüngül fazaları vahid mikrostrukturla birləşdirir. Məsamə ərimə hovuzunun strukturunda da müşahidə edilə bilər. Raiyan Seedenin izni ilə.
Nikel və sink ərintisinin tək lazer skan kəsiyinin skan edən elektron mikroskop şəkli. Tünd, nikellə zəngin fazalar daha yüngül fazaları vahid mikrostrukturla birləşdirir. Məsamə ərimə hovuzunun strukturunda da müşahidə edilə bilər. Raiyan Seedenin izni ilə.

Faza diaqramlarından əldə edilən məlumatlar, tək yollu təcrübələrin nəticələri ilə birləşərək, komandaya lazer parametrlərinin və mikroseqreqasiya olmadan məsaməliliksiz çap olunmuş hissə əldə edə bilən nikel əsaslı ərinti kompozisiyalarının hərtərəfli təhlilini təmin etdi.

Tədqiqatçılar daha sonra bir yollu eksperimental məlumatlarda və faza diaqramlarında nümunələri müəyyən etmək, hər hansı bir ərinti ilə istifadə edilə bilən mikroseqreqasiya üçün tənlik hazırlamaq üçün maşın öyrənmə modellərini öyrətdilər. Seede bildirib ki, tənlik ərintinin bərkimə diapazonu və material xüsusiyyətləri, lazerin gücü və sürəti nəzərə alınmaqla seqreqasiya dərəcəsini proqnozlaşdırmaq üçün nəzərdə tutulub.

Seede dedi: "Biz ərintilərin mikrostrukturunu dəqiq tənzimləmək üçün dərin dalışlar aparırıq ki, son çap edilmiş obyektin xüsusiyyətlərinə əvvəlkindən daha incə miqyasda daha çox nəzarət olsun".

AM-də ərintilərin istifadəsi artdıqca, istehsal keyfiyyət standartlarına cavab verən və ya onları aşan hissələrin çapı ilə bağlı problemlər də artacaq. Texas A&M araşdırması istehsalçılara ərintilər kimyasını və proses parametrlərini optimallaşdırmağa imkan verəcək ki, ərintilər xüsusi olaraq əlavə istehsalı üçün dizayn olunsun və istehsalçılar yerli olaraq mikro strukturlara nəzarət edə bilsinlər.

Professor İbrahim Karaman, "Bizim metodologiyamız müxtəlif tərkibli ərintilərin aşqarların istehsalı üçün, hətta mikro miqyasda da qüsurlara yol vermədən uğurla istifadəsini asanlaşdırır" dedi. "Bu iş xüsusi metal hissələri yaratmaq üçün daim daha yaxşı yollar axtaran aerokosmik, avtomobil və müdafiə sənayelərinə böyük fayda verəcəkdir."

Tədqiqatda Seede və Karaman ilə əməkdaşlıq edən professor Raymundo Arroyavé və professor Alaa Elvany, metodologiyanın seçdikləri ərinti ilə möhkəm, qüsursuz hissələri yaratmaq üçün sənaye tərəfindən asanlıqla uyğunlaşdırıla biləcəyini söylədi.