അലോയ് കോമ്പോസിഷൻ, പ്രോസസ്സ് വേരിയബിളുകൾ, തെർമോഡൈനാമിക്സ് എന്നിവ സങ്കലനമായി നിർമ്മിച്ച ഭാഗങ്ങളെ എങ്ങനെ ബാധിച്ചുവെന്ന് നന്നായി മനസിലാക്കാൻ, മൈക്രോസ്ട്രക്ചറുകളുടെ പ്രിന്റബിലിറ്റിയിലും സോളിഡീകരണത്തിലും അലോയ് കോമ്പോസിഷന്റെ സ്വാധീനം ഗവേഷകർ വ്യവസ്ഥാപിതമായി അന്വേഷിച്ചു. 3D-പ്രിന്റിംഗ് പരീക്ഷണങ്ങളിലൂടെ, അലോയ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനും മൈക്രോസ്‌കെയിലിൽ ഉയർന്നതും സമാനവുമായ ഭാഗങ്ങൾ പ്രിന്റ് ചെയ്യുന്നതിനും ആവശ്യമായ അലോയ് കെമിസ്ട്രികളും പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളും അവർ നിർവചിച്ചു. മെഷീൻ ലേണിംഗ് ഉപയോഗിച്ച്, ഏകീകൃതമല്ലാത്തത് തടയാൻ സഹായിക്കുന്നതിന് ഏത് തരത്തിലുള്ള അലോയ് ഉപയോഗിച്ചും ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു ഫോർമുല അവർ സൃഷ്ടിച്ചു.
ടെക്സാസ് എ&എം ഗവേഷകർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു പുതിയ രീതി, മികച്ച 3D-പ്രിന്റഡ് മെറ്റൽ ഭാഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് അലോയ് ഗുണങ്ങളും പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നു. പഠനത്തിൽ ഉപയോഗിച്ച ഒരു നിക്കൽ പൗഡർ അലോയ്‌യുടെ നിറമുള്ള ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോഗ്രാഫ് ഇവിടെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. റൈയാൻ സീഡിന്റെ കടപ്പാട്.
ടെക്സാസ് എ&എം ഗവേഷകർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഒരു പുതിയ രീതി, മികച്ച 3D-പ്രിന്റഡ് മെറ്റൽ ഭാഗങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് അലോയ് ഗുണങ്ങളും പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നു. പഠനത്തിൽ ഉപയോഗിച്ച ഒരു നിക്കൽ പൗഡർ അലോയ്‌യുടെ നിറമുള്ള ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോഗ്രാഫ് ഇവിടെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. റൈയാൻ സീഡിന്റെ കടപ്പാട്.

അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന അലോയ് മെറ്റൽ പൊടികളിൽ വ്യത്യസ്ത സാന്ദ്രതകളിൽ നിക്കൽ, അലുമിനിയം, മഗ്നീഷ്യം തുടങ്ങിയ ലോഹങ്ങളുടെ മിശ്രിതം അടങ്ങിയിരിക്കാം. ലേസർ ബെഡ് പൗഡർ ഫ്യൂഷൻ 3D പ്രിന്റിംഗ് സമയത്ത്, ഈ പൊടികൾ ലേസർ ബീം ഉപയോഗിച്ച് ചൂടാക്കിയ ശേഷം പെട്ടെന്ന് തണുക്കുന്നു. അലോയ് പൊടിയിലെ വ്യത്യസ്ത ലോഹങ്ങൾക്ക് വ്യത്യസ്ത തണുപ്പിക്കൽ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, വ്യത്യസ്ത നിരക്കിൽ ദൃഢമാകുന്നു. ഈ പൊരുത്തക്കേട് മൈക്രോസ്കോപ്പിക് ന്യൂനതകൾ അല്ലെങ്കിൽ മൈക്രോസെഗ്രിഗേഷൻ സൃഷ്ടിക്കും.

"അലോയ് പൗഡർ തണുക്കുമ്പോൾ, വ്യക്തിഗത ലോഹങ്ങൾ പുറത്തുവരാൻ കഴിയും," ഗവേഷകനായ റയാൻ സീഡ് പറഞ്ഞു. “വെള്ളത്തിൽ ഉപ്പ് ഒഴിക്കുന്നത് സങ്കൽപ്പിക്കുക. ഉപ്പിന്റെ അളവ് ചെറുതായിരിക്കുമ്പോൾ അത് ഉടനടി അലിഞ്ഞുചേരുന്നു, പക്ഷേ നിങ്ങൾ കൂടുതൽ ഉപ്പ് ഒഴിക്കുമ്പോൾ, ലയിക്കാത്ത അധിക ഉപ്പ് കണികകൾ പരലുകളായി പുറപ്പെടാൻ തുടങ്ങുന്നു. സാരാംശത്തിൽ, നമ്മുടെ ലോഹസങ്കരങ്ങൾ അച്ചടിച്ചതിനുശേഷം വേഗത്തിൽ തണുക്കുമ്പോൾ അതാണ് സംഭവിക്കുന്നത്. അച്ചടിച്ച ഭാഗത്തിന്റെ മറ്റ് ഭാഗങ്ങളിൽ കാണപ്പെടുന്നതിനേക്കാൾ അല്പം വ്യത്യസ്തമായ ലോഹ ചേരുവകൾ അടങ്ങിയ ചെറിയ പോക്കറ്റുകളായി ഈ തകരാർ കാണപ്പെടുന്നതായി സീഡ് പറഞ്ഞു.

നാല് ബൈനറി നിക്കൽ അധിഷ്ഠിത അലോയ്കളുടെ സോളിഡീകരണ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറുകൾ ഗവേഷകർ അന്വേഷിച്ചു. പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, നിക്കൽ അധിഷ്ഠിത അലോയ്യിലെ മറ്റ് ലോഹങ്ങളുടെ വർദ്ധിത സാന്ദ്രതയിലും വ്യത്യസ്ത താപനിലയിലും ഓരോ അലോയ്യുടെയും ഭൗതിക ഘട്ടം അവർ പഠിച്ചു. വിശദമായ ഫേസ് ഡയഗ്രമുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണ സമയത്ത് ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ സൂക്ഷ്മവിഭജനത്തിന് കാരണമാകുന്ന ഓരോ അലോയ്യുടെയും രാസഘടന ഗവേഷകർ നിർണ്ണയിച്ചു.

അടുത്തതായി, ഗവേഷകർ വ്യത്യസ്‌ത ലേസർ ക്രമീകരണങ്ങളിൽ അലോയ് മെറ്റൽ പൗഡറിന്റെ ഒരൊറ്റ ട്രാക്ക് ഉരുക്കി, പോറോസിറ്റി രഹിത ഭാഗങ്ങൾ വിതരണം ചെയ്യുന്ന ലേസർ പൗഡർ ബെഡ് ഫ്യൂഷൻ പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകൾ നിർണ്ണയിച്ചു.
ഒരു നിക്കൽ, സിങ്ക് അലോയ് ക്രോസ്-സെക്ഷന്റെ ഒരു ലേസർ സ്കാനിന്റെ സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ചിത്രം. ഇവിടെ, ഇരുണ്ട, നിക്കൽ സമ്പന്നമായ ഘട്ടങ്ങൾ ഏകീകൃത മൈക്രോസ്ട്രക്ചറുള്ള കനംകുറഞ്ഞ ഘട്ടങ്ങളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. മെൽറ്റ് പൂൾ ഘടനയിലും ഒരു സുഷിരം നിരീക്ഷിക്കാവുന്നതാണ്. റൈയാൻ സീഡിന്റെ കടപ്പാട്.
ഒരു നിക്കൽ, സിങ്ക് അലോയ് ക്രോസ്-സെക്ഷന്റെ ഒരു ലേസർ സ്കാനിന്റെ സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ചിത്രം. ഇരുണ്ട, നിക്കൽ സമ്പുഷ്ടമായ ഘട്ടങ്ങൾ ഏകീകൃത മൈക്രോസ്ട്രക്ചറുള്ള കനംകുറഞ്ഞ ഘട്ടങ്ങളെ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. മെൽറ്റ് പൂൾ ഘടനയിലും ഒരു സുഷിരം നിരീക്ഷിക്കാവുന്നതാണ്. റൈയാൻ സീഡിന്റെ കടപ്പാട്.

ഘട്ടം ഡയഗ്രമുകളിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച വിവരങ്ങൾ, സിംഗിൾ-ട്രാക്ക് പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഫലങ്ങളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, ലേസർ ക്രമീകരണങ്ങളുടെയും നിക്കൽ അധിഷ്‌ഠിത അലോയ് കോമ്പോസിഷനുകളുടെയും സമഗ്രമായ വിശകലനം ടീമിന് നൽകി, അത് മൈക്രോസെഗ്രിഗേഷൻ കൂടാതെ ഒരു പോറോസിറ്റി-ഫ്രീ പ്രിന്റഡ് ഭാഗം നൽകുന്നു.

ഗവേഷകർ അടുത്തതായി മെഷീൻ ലേണിംഗ് മോഡലുകൾ പരിശീലിപ്പിച്ചത് സിംഗിൾ-ട്രാക്ക് പരീക്ഷണാത്മക ഡാറ്റയിലും ഘട്ടം ഡയഗ്രമുകളിലും പാറ്റേണുകൾ തിരിച്ചറിയാനും ഏത് അലോയ് ഉപയോഗിച്ചും ഉപയോഗിക്കാവുന്ന മൈക്രോസെഗ്രിഗേഷനായി ഒരു സമവാക്യം വികസിപ്പിക്കാനും. അലോയ്‌യുടെ സോളിഡിംഗ് റേഞ്ചും മെറ്റീരിയലിന്റെ ഗുണങ്ങളും ലേസറിന്റെ ശക്തിയും വേഗതയും കണക്കിലെടുത്ത് വേർതിരിവിന്റെ വ്യാപ്തി പ്രവചിക്കുന്നതിനാണ് ഈ സമവാക്യം രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നതെന്ന് സീഡ് പറഞ്ഞു.

“അലോയ്‌കളുടെ സൂക്ഷ്മഘടനയെ സൂക്ഷ്മമായി ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ഞങ്ങൾ ആഴത്തിൽ മുങ്ങുന്നു, അതുവഴി അവസാനമായി അച്ചടിച്ച ഒബ്‌ജക്റ്റിന്റെ ഗുണങ്ങളിൽ മുമ്പത്തേതിനേക്കാൾ മികച്ച സ്‌കെയിലിൽ കൂടുതൽ നിയന്ത്രണം ഉണ്ടാകും,” സീഡ് പറഞ്ഞു.

AM-ൽ അലോയ്‌കളുടെ ഉപയോഗം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച്, നിർമ്മാണ ഗുണനിലവാര മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുന്നതോ അതിലധികമോ ആയ പ്രിന്റിംഗ് ഭാഗങ്ങൾക്കുള്ള വെല്ലുവിളികളും വർദ്ധിക്കും. അലോയ് കെമിസ്ട്രിയും പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ ടെക്സാസ് എ ആൻഡ് എം പഠനം നിർമ്മാതാക്കളെ പ്രാപ്തരാക്കും, അങ്ങനെ അലോയ്കൾ പ്രത്യേകമായി അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണത്തിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാനും നിർമ്മാതാക്കൾക്ക് പ്രാദേശികമായി മൈക്രോസ്ട്രക്ചറുകൾ നിയന്ത്രിക്കാനും കഴിയും.

"മൈക്രോസ്കെയിലിൽ പോലും വൈകല്യങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ആശങ്കയില്ലാതെ അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണത്തിനായി വ്യത്യസ്ത കോമ്പോസിഷനുകളുടെ അലോയ്കളുടെ വിജയകരമായ ഉപയോഗം ഞങ്ങളുടെ രീതിശാസ്ത്രം എളുപ്പമാക്കുന്നു," പ്രൊഫസർ ഇബ്രാഹിം കരമാൻ പറഞ്ഞു. "ഇഷ്‌ടാനുസൃത മെറ്റൽ ഭാഗങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള മികച്ച വഴികൾക്കായി നിരന്തരം തിരയുന്ന എയ്‌റോസ്‌പേസ്, ഓട്ടോമോട്ടീവ്, പ്രതിരോധ വ്യവസായങ്ങൾക്ക് ഈ ജോലി വലിയ പ്രയോജനം ചെയ്യും."

വ്യവസായങ്ങൾക്ക് അവരുടെ ഇഷ്ടാനുസരണം അലോയ് ഉപയോഗിച്ച് ഉറപ്പുള്ളതും വൈകല്യങ്ങളില്ലാത്തതുമായ ഭാഗങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ഈ രീതിശാസ്ത്രം എളുപ്പത്തിൽ പൊരുത്തപ്പെടുത്താൻ കഴിയുമെന്ന് ഗവേഷണത്തിൽ സീഡും കരമാനുമായി സഹകരിച്ച പ്രൊഫസർ റെയ്മുണ്ടോ അരോയാവെയും പ്രൊഫസർ അല എൽവാനിയും പറഞ്ഞു.