Chèchè yo te envestige sistematikman efè konpozisyon alyaj sou enprimabilite ak solidifikasyon mikwostrikti, pou pi byen konprann ki jan konpozisyon alyaj, varyab pwosesis, ak tèmodinamik afekte pati aditif manifaktire. Atravè eksperyans enprime 3D yo, yo defini chimi alyaj ak paramèt pwosesis ki nesesè pou optimize pwopriyete alyaj ak enprime pati siperyè, ki idantik nan mikwoskal la. Sèvi ak aprantisaj machin yo, yo te kreye yon fòmil ki ka itilize ak nenpòt kalite alyaj pou ede anpeche non inifòmite.
Yon nouvo metòd devlope pa chèchè Texas A&M optimize pwopriyete alyaj ak paramèt pwosesis yo kreye siperyè 3D-enprime pati metal. Yo montre isit la yon mikrograf elèktron kolore nan yon alyaj poud nikèl yo itilize nan etid la. Koutwazi Raiyan Seede.
Yon nouvo metòd devlope pa chèchè Texas A&M optimize pwopriyete alyaj ak paramèt pwosesis yo kreye siperyè 3D-enprime pati metal. Yo montre isit la yon mikrograf elèktron kolore nan yon alyaj poud nikèl yo itilize nan etid la. Koutwazi Raiyan Seede.

Poud metal alyaj yo itilize pou fabrikasyon aditif ka genyen yon melanj de metal, tankou nikèl, aliminyòm, ak mayezyòm, nan diferan konsantrasyon. Pandan lazè kabann poud fizyon enprime 3D, poud sa yo fre rapidman apre yo fin chofe pa yon reyon lazè. Metal yo diferan nan poud alyaj la gen diferan pwopriyete refwadisman ak solidifye nan diferan pousantaj. Enkonsistans sa a ka kreye defo mikwoskopik, oswa mikwosegregasyon.

"Lè poud alyaj la refwadi, metal endividyèl yo ka presipite," chèchè Raiyan Seede te di. "Imagine vide sèl nan dlo. Li fonn touswit lè kantite sèl la piti, men pandan w ap vide plis sèl, patikil sèl ki depase ki pa fonn kòmanse presipite kòm kristal. Nan sans, se sa k ap pase nan alyaj metal nou yo lè yo refwadi byen vit apre enprime. Seede te di ke defo sa a parèt tankou ti pòch ki gen yon konsantrasyon yon ti kras diferan nan engredyan metal yo pase sa yo jwenn nan lòt zòn nan pati enprime a.

Chèchè yo te mennen ankèt sou mikrostruktur solidifikasyon kat alyaj binè ki baze sou nikèl. Nan eksperyans yo, yo etidye faz fizik la pou chak alyaj nan diferan tanperati ak nan ogmante konsantrasyon nan lòt metal la nan alyaj nikèl ki baze sou. Sèvi ak dyagram faz detaye, chèchè yo detèmine konpozisyon chimik chak alyaj ki ta lakòz pi piti mikrosegregasyon pandan fabrikasyon aditif.

Apre sa, chèchè yo te fonn yon sèl tras nan poud metal alyaj la nan diferan anviwònman lazè epi yo detèmine paramèt pwosesis fizyon kabann poud lazè ki ta delivre pati ki pa porosite.
Yon imaj mikwoskòp elèktron eskanè nan yon sèl lazè eskanè koup transvèsal nan yon alyaj nikèl ak zenk. Isit la, faz nwa, ki rich ak nikèl entèle faz pi lejè ak mikwostrikti inifòm. Yon pò tou ka obsève nan estrikti nan pisin fonn. Koutwazi Raiyan Seede.
Yon imaj mikwoskòp elèktron eskanè nan yon sèl lazè eskanè koup transvèsal nan yon alyaj nikèl ak zenk. Faz nwa, ki rich ak nikèl, entèle faz ki pi lejè ak mikwostrikti inifòm. Yon pò tou ka obsève nan estrikti nan pisin fonn. Koutwazi Raiyan Seede.

Enfòmasyon yo jwenn nan dyagram yo faz, konbine avèk rezilta yo nan eksperyans yo yon sèl-track, bay ekip la ak yon analiz konplè nan anviwònman yo lazè ak nikèl ki baze sou konpozisyon alyaj ki ta ka bay yon porosite-gratis pati enprime san mikrosegregasyon.

Chèchè yo te antrene modèl aprantisaj machin yo pou idantifye modèl nan done eksperimantal ak dyagram faz yon sèl-track, pou devlope yon ekwasyon pou mikrosegregasyon ki ta ka itilize ak nenpòt alyaj. Seede te di ke ekwasyon an fèt pou predi limit segregasyon yo bay ranje solidifikasyon alyaj la ak pwopriyete materyèl ak pouvwa ak vitès lazè a.

"Nou pran gwo plonje nan ajiste mikrostruktur alyaj yo pou ke gen plis kontwòl sou pwopriyete yo nan objè enprime final la nan yon echèl pi rafine pase anvan," Seede te di.

Kòm itilizasyon alyaj nan AM ogmante, se konsa tou defi yo pral enprime pati ki satisfè oswa depase estanda kalite fabrikasyon yo. Etid Texas A&M a pral pèmèt manifaktirè yo optimize chimi alyaj ak paramèt pwosesis pou alyaj yo ka fèt espesyalman pou fabrikasyon aditif ak manifaktirè yo ka kontwole mikrostruktur lokalman.

"Metodoloji nou an fasilite itilizasyon siksè nan alyaj nan konpozisyon diferan pou fabrikasyon aditif san enkyetid nan entwodwi defo, menm nan mikwoskal la," pwofesè Ibrahim Karaman te di. "Travay sa a pral yon gwo benefis pou endistri ayewospasyal, otomobil, ak defans ki toujou ap chèche pi bon fason pou konstwi pati metal koutim."

Pwofesè Raymundo Arroyavé ak pwofesè Alaa Elwany, ki te kolabore ak Seede ak Karaman sou rechèch la, te di ke endistri yo ka fasilman adapte metodoloji a pou konstwi pati solid, san defo ak alyaj yo chwazi.