Peneliti kanthi sistematis nyelidiki efek saka komposisi alloy ing printability lan solidification saka microstructures, kanggo luwih ngerti carane komposisi alloy, variabel proses, lan termodinamika kena pengaruh bagean aditif diprodhuksi. Liwat nyobi 3D-printing, padha nemtokake kimia alloy lan paramèter proses sing dibutuhake kanggo ngoptimalake sifat alloy lan print unggul, bagean podho rupo ing microscale. Nggunakake learning machine, padha nggawe rumus sing bisa digunakake karo sembarang jinis alloy kanggo nyegah nonuniformity.
Cara anyar sing dikembangake dening peneliti Texas A&M ngoptimalake sifat alloy lan paramèter proses kanggo nggawe bagean logam sing dicithak 3D sing unggul. Ditampilake ing kene yaiku mikrograf elektron berwarna saka campuran bubuk nikel sing digunakake ing panliten kasebut. Raiyan Seede.
Cara anyar sing dikembangake dening peneliti Texas A&M ngoptimalake sifat alloy lan paramèter proses kanggo nggawe bagean logam sing dicithak 3D sing unggul. Ditampilake ing kene yaiku mikrograf elektron berwarna saka campuran bubuk nikel sing digunakake ing panliten kasebut. Raiyan Seede.

Wêdakakêna logam paduan sing digunakake kanggo manufaktur aditif bisa ngemot campuran logam, kayata nikel, aluminium, lan magnesium, ing konsentrasi sing beda. Sajrone pencetakan 3D campuran bubuk amben laser, wêdakakêna iki kelangan kanthi cepet sawise dipanasake dening sinar laser. Logam sing beda-beda ing wêdakakêna paduan duweni sifat pendinginan sing beda-beda lan solidify ing tingkat sing beda. Inkonsistensi iki bisa nggawe cacat mikroskopis, utawa microsegregation.

"Nalika wêdakakêna alloy cools, logam individu bisa precipitate metu," peneliti Raiyan Seede ngandika. "Bayangake yen sampeyan mbuwang uyah ing banyu. Iku langsung larut nalika jumlah uyah cilik, nanging nalika nambah uyah, partikel uyah keluwihan sing ora larut wiwit precipitating metu minangka kristal. Intine, iki kedadeyan ing wesi logam nalika adhem kanthi cepet sawise dicithak. Seede ujar manawa cacat iki katon minangka kanthong cilik sing ngemot konsentrasi bahan logam sing rada beda tinimbang sing ditemokake ing wilayah liyane ing bagean sing dicithak.

Para panaliti nyelidiki struktur mikro solidifikasi papat paduan basis nikel binar. Ing eksperimen, padha nyinaoni fase fisik kanggo saben campuran ing suhu sing beda-beda lan kanthi nambah konsentrasi logam liyane ing campuran basis nikel. Nggunakake diagram fase sing rinci, para peneliti nemtokake komposisi kimia saben campuran sing bakal nyebabake microsegregation paling ora sajrone manufaktur aditif.

Sabanjure, peneliti nyawiji trek siji saka wêdakakêna logam alloy ing setelan laser beda lan nemtokake paramèter proses fusi amben bubuk laser sing bakal ngirim bagean porosity-free.
Gambar mikroskop elektron scanning siji laser scan cross-section saka alloy nikel lan seng. Ing kene, fase peteng sing sugih nikel ngirangi fase sing luwih entheng kanthi struktur mikro sing seragam. A pori uga bisa diamati ing struktur blumbang leleh. Courtesy of Raiyan Seede.
Gambar mikroskop elektron scanning siji laser scan cross-section saka alloy nikel lan seng. Fase peteng, kaya nikel, gabungke fase sing luwih entheng kanthi struktur mikro sing seragam. A pori uga bisa diamati ing struktur blumbang leleh. Courtesy of Raiyan Seede.

Informasi sing dipikolehi saka diagram fase, digabungake karo asil saka eksperimen trek siji, nyedhiyakake tim analisis lengkap babagan setelan laser lan komposisi campuran basis nikel sing bisa ngasilake bagean dicithak tanpa porositas tanpa microsegregation.

Para peneliti sabanjure nglatih model pembelajaran mesin kanggo ngenali pola ing data eksperimen lan diagram fase trek siji, kanggo ngembangake persamaan mikrosegregasi sing bisa digunakake karo campuran apa wae. Seede ngandika persamaan iki dirancang kanggo prédhiksi ombone saka misahake diwenehi sawetara solidification alloy kang lan materi lan daya lan kacepetan laser.

"We njupuk nyilem jero menyang fine-tuning microstructure saka wesi supaya ana liyane kontrol liwat sifat obyek dicithak final ing ukuran luwih apik saka sadurunge," ngandika Seede.

Nalika nggunakake wesi ing AM mundhak, uga bakal tantangan kanggo printing bagean sing ketemu utawa ngluwihi standar kualitas Manufaktur. Sinau Texas A&M bakal ngaktifake manufaktur kanggo ngoptimalake kimia paduan lan paramèter proses supaya paduan bisa dirancang khusus kanggo manufaktur aditif lan manufaktur bisa ngontrol mikrostruktur lokal.

"Metodologi kita nggampangake panggunaan campuran campuran sing beda-beda kanggo manufaktur aditif tanpa prihatin ngenalake cacat, sanajan ing skala mikro," ujare profesor Ibrahim Karaman. "Karya iki bakal entuk manfaat gedhe kanggo industri aerospace, otomotif, lan pertahanan sing terus-terusan golek cara sing luwih apik kanggo mbangun bagean logam khusus."

Profesor Raymundo Arroyavé lan profesor Alaa Elwany, sing kerja sama karo Seede lan Karaman ing riset kasebut, ujar manawa metodologi kasebut bisa gampang diadaptasi dening industri kanggo mbangun bagean sing kuat lan tanpa cacat kanthi pilihan campuran.