I circadori anu investigatu sistematicamente l'effetti di a cumpusizioni di lega nantu à a stampabilità è a solidificazione di e microstrutture, per capisce megliu cumu a cumpusizioni di lega, variabili di prucessu è termodinamica affettanu i pezzi additivi. Attraversu esperimenti di stampa 3D, anu definitu a chimica di l'liga è i paràmetri di prucessu necessarii per ottimisà e proprietà di l'liga è stampà parti superiori, identiche à a microscala. Utilizendu l'apprendimentu di a macchina, anu creatu una formula chì pò esse usata cù qualsiasi tipu di lega per aiutà à prevene a non uniformità.
Un novu metudu sviluppatu da i ricercatori di Texas A&M ottimizza e proprietà di l'alia è i paràmetri di prucessu per creà parti metalliche stampate in 3D superiore. A mostra quì hè una micrografia elettronica culurita di una lega di polvere di nichel utilizata in u studiu. Per cortesia di Raiyan Seede.
Un novu metudu sviluppatu da i ricercatori di Texas A&M ottimizza e proprietà di l'alia è i paràmetri di prucessu per creà parti metalliche stampate in 3D superiore. A mostra quì hè una micrografia elettronica culurita di una lega di polvere di nichel utilizata in u studiu. Per cortesia di Raiyan Seede.

I polveri di metalli di lega aduprati per a fabricazione additiva ponu cuntene una mistura di metalli, cum'è nickel, aluminium, è magnesiu, in cuncentrazioni differenti. Durante a stampa 3D di fusione di polveri di lettu laser, queste polveri si freschenu rapidamente dopu chì sò riscaldate da un fasciu laser. I diversi metalli in a polvera di lega anu diverse proprietà di rinfrescamentu è si solidificanu à ritmi diffirenti. Sta inconsistency pò creà difetti microscòpichi, o microsegregation.

"Quandu a polvera di l'ligatura si raffredda, i metalli individuali ponu precipitate", hà dettu u ricercatore Raiyan Seede. "Imaginate di versà u salinu in l'acqua. Si dissolve subitu quandu a quantità di sali hè chjuca, ma cum'è versa più sali, l'excedente di particeddi di sali chì ùn si dissolve cumincianu à precipitate cum'è cristalli. In essenza, hè ciò chì succede in i nostri ligami di metalli quandu si raffreddanu rapidamente dopu a stampa. Seede hà dettu chì questu difettu appare cum'è sacchetti minusculi chì cuntenenu una cuncentrazione ligeramente sfarente di l'ingredienti metallici da ciò chì si trova in altre zone di a parte stampata.

I circadori anu investigatu e microstrutture di solidificazione di quattru leghe binari di nichel. In l'esperimenti, anu studiatu a fase fisica per ogni alea à diverse temperature è à cuncentrazione crescente di l'altru metallu in l'alea basata in nickel. Utilizendu diagrammi di fasi detallati, i circadori anu determinatu a cumpusizioni chimica di ogni lega chì pruvucarà a minima microsegregazione durante a fabricazione additiva.

In seguitu, i circadori funnu una sola traccia di u polveru di metallu in lega à diverse paràmetri di laser è determinanu i paràmetri di u prucessu di fusione di u lettu di polveri laser chì furnisceranu parti senza porosità.
Una stampa di microscopiu elettronicu à scansione di una sola sezione trasversale di scansione laser di una lega di nichel è zincu. Quì, e fasi scure è ricche di nichel intercalanu fasi più ligeri cù una microstruttura uniforme. Un poru pò ancu esse osservatu in a struttura di a piscina di fusione. Per cortesia di Raiyan Seede.
Una maghjina di microscopiu elettronicu à scansione di una sola sezione trasversale di scansione laser di una lega di nichel è zincu. Fasi scure è ricche di nichel intercalanu fasi più ligeri cù una microstruttura uniforme. Un poru pò ancu esse osservatu in a struttura di a piscina di melt. Per cortesia di Raiyan Seede.

L'infurmazioni ottenute da i diagrammi di fasi, cumminati cù i risultati di l'esperimenti in una sola pista, furnia à a squadra un analisi cumpletu di i paràmetri di laser è di e cumpusizioni di lega à basa di nichel chì puderianu rende una parte stampata senza porosità senza microsegregazione.

I circadori anu furmatu dopu mudelli d'apprendimentu di macchina per identificà mudelli in i dati sperimentali di una sola pista è i diagrammi di fasi, per sviluppà una equazione per a microsegregazione chì puderia esse aduprata cù qualsiasi lega. Seede hà dettu chì l'equazione hè pensata per predichendu l'estensione di a segregazione datu a gamma di solidificazione di l'alia è e proprietà di materiale è a putenza è a velocità di u laser.

"Femu immersioni profonde in a fine-tuning di a microstruttura di l'aliaghji in modu chì ci hè più cuntrollu nantu à e proprietà di l'ughjettu stampatu finale à una scala assai più fine chè prima", disse Seede.

Cume l'usu di leghe in AM aumenta, cusì sarà e sfide per stampare pezzi chì rispondenu o superanu i standard di qualità di fabricazione. U studiu Texas A&M permetterà à i pruduttori di ottimisà a chimica di a lega è i paràmetri di prucessu in modu chì e leghe ponu esse cuncepite specificamente per a fabricazione additiva è i fabricatori ponu cuntrullà e microstrutture in u locu.

"A nostra metodulugia facilita l'usu successu di leghe di diverse cumpusizioni per a fabricazione additiva senza a preoccupazione di introduzione di difetti, ancu à a microscala", hà dettu u prufessore Ibrahim Karaman. "Stu travagliu serà di grande benefiziu per l'industria aerospaziale, automobilistica è di difesa chì cercanu constantemente modi megliu per custruisce parti metalliche persunalizate".

U prufissore Raymundo Arroyavé è u prufessore Alaa Elwany, chì hà collaboratu cù Seede è Karaman nantu à a ricerca, hà dettu chì a metodulugia pò esse facilmente adattata da l'industrii per custruisce pezzi robusti, senza difetti cù a so lega di scelta.