গবেষকরা পদ্ধতিগতভাবে মাইক্রোস্ট্রাকচারের মুদ্রণযোগ্যতা এবং দৃঢ়ীকরণের উপর খাদ রচনার প্রভাবগুলি তদন্ত করেছেন, কীভাবে খাদ রচনা, প্রক্রিয়া ভেরিয়েবল এবং তাপগতিবিদ্যা সংযোজনকৃত অংশগুলিকে প্রভাবিত করে তা আরও ভালভাবে বোঝার জন্য। 3D-প্রিন্টিং পরীক্ষা-নিরীক্ষার মাধ্যমে, তারা সংজ্ঞায়িত করেছে সংকর ধাতুর রসায়ন এবং প্রক্রিয়া পরামিতিগুলিকে অপ্টিমাইজ করার জন্য এবং মাইক্রোস্কেলে উচ্চতর, অভিন্ন অংশ মুদ্রণের জন্য। মেশিন লার্নিং ব্যবহার করে, তারা একটি ফর্মুলা তৈরি করেছে যা অসামান্যতা রোধ করতে সাহায্য করার জন্য যেকোন ধরনের খাদের সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে।
টেক্সাস A&M গবেষকদের দ্বারা উন্নত একটি নতুন পদ্ধতি উন্নততর 3D-প্রিন্টেড ধাতব অংশ তৈরি করতে খাদ বৈশিষ্ট্য এবং প্রক্রিয়া পরামিতিগুলিকে অনুকূল করে। গবেষণায় ব্যবহৃত নিকেল পাউডার খাদের একটি রঙিন ইলেক্ট্রন মাইক্রোগ্রাফ এখানে দেখানো হয়েছে। রায়ান সিডের সৌজন্যে।
টেক্সাস A&M গবেষকদের দ্বারা উন্নত একটি নতুন পদ্ধতি উন্নততর 3D-প্রিন্টেড ধাতব অংশ তৈরি করতে খাদ বৈশিষ্ট্য এবং প্রক্রিয়া পরামিতিগুলিকে অনুকূল করে। গবেষণায় ব্যবহৃত নিকেল পাউডার খাদের একটি রঙিন ইলেক্ট্রন মাইক্রোগ্রাফ এখানে দেখানো হয়েছে। রায়ান সিডের সৌজন্যে।

সংযোজন উত্পাদনের জন্য ব্যবহৃত অ্যালয় মেটাল পাউডারগুলিতে বিভিন্ন ঘনত্বে নিকেল, অ্যালুমিনিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়ামের মতো ধাতুগুলির মিশ্রণ থাকতে পারে। লেজার বেড পাউডার ফিউশন 3D প্রিন্টিংয়ের সময়, এই গুঁড়োগুলি লেজার রশ্মি দ্বারা উত্তপ্ত হওয়ার পরে দ্রুত ঠান্ডা হয়। খাদ পাউডারের বিভিন্ন ধাতুর বিভিন্ন শীতল বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং বিভিন্ন হারে দৃঢ় হয়। এই অসঙ্গতি মাইক্রোস্কোপিক ত্রুটি বা মাইক্রোসেগ্রেশন তৈরি করতে পারে।

"যখন খাদ পাউডার ঠান্ডা হয়, তখন পৃথক ধাতুগুলি বের হয়ে যেতে পারে," গবেষক রায়ান সিদে বলেছেন। "পানিতে লবণ ঢালা কল্পনা করুন। লবণের পরিমাণ কম হলেই এটি দ্রবীভূত হয়ে যায়, কিন্তু আপনি যত বেশি লবণ ঢালবেন, অতিরিক্ত লবণের কণাগুলো যেগুলো দ্রবীভূত হয় না সেগুলো স্ফটিক হিসেবে বের হতে শুরু করে। সারমর্মে, আমাদের ধাতব ধাতুগুলির মধ্যে এটিই ঘটছে যখন তারা মুদ্রণের পরে দ্রুত ঠান্ডা হয়।" সিড বলেন, এই ত্রুটিটি প্রিন্ট করা অংশের অন্যান্য অংশের তুলনায় ধাতব উপাদানগুলির একটি সামান্য ভিন্ন ঘনত্ব ধারণকারী ক্ষুদ্র পকেট হিসাবে প্রদর্শিত হয়।

গবেষকরা চারটি বাইনারি নিকেল-ভিত্তিক অ্যালোয়ের দৃঢ়ীকরণ মাইক্রোস্ট্রাকচারগুলি তদন্ত করেছেন। পরীক্ষায়, তারা বিভিন্ন তাপমাত্রায় এবং নিকেল-ভিত্তিক সংকর ধাতুতে অন্যান্য ধাতুর ক্রমবর্ধমান ঘনত্বে প্রতিটি সংকর ধাতুর শারীরিক পর্যায় অধ্যয়ন করেছিল। বিস্তারিত ফেজ ডায়াগ্রাম ব্যবহার করে, গবেষকরা প্রতিটি সংকর ধাতুর রাসায়নিক সংমিশ্রণ নির্ধারণ করেছেন যা সংযোজন উত্পাদনের সময় সর্বনিম্ন মাইক্রোসেগ্রেশন সৃষ্টি করবে।

এরপরে, গবেষকরা বিভিন্ন লেজার সেটিংসে খাদ ধাতব পাউডারের একটি একক ট্র্যাক গলিয়েছেন এবং লেজার পাউডার বেড ফিউশন প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি নির্ধারণ করেছেন যা পোরোসিটি-মুক্ত অংশগুলি সরবরাহ করবে।
নিকেল এবং দস্তা খাদের একটি একক লেজার স্ক্যান ক্রস-সেকশনের একটি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ চিত্র। এখানে, গাঢ়, নিকেল-সমৃদ্ধ পর্যায়গুলি অভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচার সহ হালকা পর্যায়গুলিকে আন্তঃস্ফূর্ত করে। গলিত পুলের কাঠামোতেও একটি ছিদ্র লক্ষ্য করা যায়। রায়ান সিডের সৌজন্যে।
নিকেল এবং দস্তা খাদের একটি একক লেজার স্ক্যান ক্রস-সেকশনের একটি স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপ চিত্র। গাঢ়, নিকেল-সমৃদ্ধ পর্যায়গুলি অভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচার সহ হালকা পর্যায়গুলিকে আন্তঃস্ফূর্ত করে। গলিত পুলের কাঠামোতেও একটি ছিদ্র লক্ষ্য করা যায়। রায়ান সিডের সৌজন্যে।

ফেজ ডায়াগ্রাম থেকে প্রাপ্ত তথ্য, একক-ট্র্যাক পরীক্ষা-নিরীক্ষার ফলাফলের সাথে মিলিত, দলটিকে লেজার সেটিংস এবং নিকেল-ভিত্তিক খাদ রচনাগুলির একটি বিস্তৃত বিশ্লেষণ প্রদান করে যা মাইক্রোসেগ্রেশন ছাড়াই একটি ছিদ্র-মুক্ত মুদ্রিত অংশ তৈরি করতে পারে।

গবেষকরা পরবর্তীতে মেশিন-লার্নিং মডেলগুলিকে প্রশিক্ষিত করে একক-ট্র্যাক পরীক্ষামূলক ডেটা এবং ফেজ ডায়াগ্রামে প্যাটার্নগুলি সনাক্ত করতে, মাইক্রোসেগ্রিগেশনের জন্য একটি সমীকরণ তৈরি করতে যা যে কোনও খাদ দিয়ে ব্যবহার করা যেতে পারে। সিড বলেছেন যে সমীকরণটি খাদের দৃঢ়ীকরণ পরিসীমা এবং উপাদান বৈশিষ্ট্য এবং লেজারের শক্তি এবং গতির প্রেক্ষিতে বিচ্ছিন্নতার পরিমাণের পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

"আমরা খাদগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচারকে সূক্ষ্ম-টিউন করার জন্য গভীরভাবে ডুব দিই যাতে চূড়ান্ত মুদ্রিত বস্তুর বৈশিষ্ট্যগুলির উপর আগের চেয়ে অনেক বেশি সূক্ষ্ম স্কেলে আরও নিয়ন্ত্রণ থাকে," সিড বলেছেন।

এএম-এ অ্যালোয়ের ব্যবহার বাড়ার সাথে সাথে প্রিন্টিং যন্ত্রাংশের প্রতি চ্যালেঞ্জও বাড়বে যা ম্যানুফ্যাকচারিং মানের মান পূরণ করে বা অতিক্রম করে। টেক্সাস এএন্ডএম অধ্যয়ন নির্মাতাদেরকে অ্যালয় কেমিস্ট্রি এবং প্রক্রিয়া প্যারামিটারগুলিকে অপ্টিমাইজ করতে সক্ষম করবে যাতে অ্যালয়গুলিকে বিশেষভাবে সংযোজন উত্পাদনের জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে এবং নির্মাতারা স্থানীয়ভাবে মাইক্রোস্ট্রাকচারগুলি নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

প্রফেসর ইব্রাহিম কারামান বলেন, "আমাদের কর্মপদ্ধতি, ত্রুটির প্রবর্তনের উদ্বেগ ছাড়াই সংযোজন উত্পাদনের জন্য বিভিন্ন রচনার মিশ্রণের সফল ব্যবহারকে সহজ করে তোলে, এমনকি মাইক্রোস্কেলে"। "এই কাজটি মহাকাশ, স্বয়ংচালিত এবং প্রতিরক্ষা শিল্পের জন্য অনেক উপকারী হবে যারা ক্রমাগত কাস্টম ধাতব অংশগুলি তৈরি করার আরও ভাল উপায় খুঁজছে।"

অধ্যাপক রেমুন্ডো অ্যারোয়াভে এবং অধ্যাপক আলা এলওয়ানি, যারা গবেষণায় সিড এবং কারামানের সাথে সহযোগিতা করেছেন, বলেছেন যে পদ্ধতিটি সহজেই শিল্পগুলি তাদের পছন্দের খাদ দিয়ে শক্ত, ত্রুটিমুক্ত অংশগুলি তৈরি করতে অভিযোজিত হতে পারে।