Судлаачид хайлшийн найрлага, бичил бүтцийн хатуужилт, хэвлэх чадварт үзүүлэх нөлөөг системтэйгээр судалж, хайлшийн найрлага, процессын хувьсагч, термодинамик нь нэмэлтээр үйлдвэрлэсэн эд ангиудад хэрхэн нөлөөлж байгааг илүү сайн ойлгох болно. 3D-хэвлэх туршилтаар тэд хайлшийн шинж чанарыг оновчтой болгож, микро масштабаар дээд зэргийн, ижил хэсгүүдийг хэвлэхэд шаардагдах хайлшийн химийн найрлага, процессын параметрүүдийг тодорхойлсон. Машины сургалтыг ашиглан тэд жигд бус байдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд ямар ч төрлийн хайлштай ашиглаж болох томъёог бүтээжээ.
Техасын A&M-ийн судлаачдын боловсруулсан шинэ арга нь хайлшийн шинж чанар болон процессын параметрүүдийг оновчтой болгож, дээд зэргийн 3D хэвлэсэн металл эд ангиудыг бий болгодог. Судалгаанд ашигласан никель нунтаг хайлшны өнгөт электрон микрографыг энд үзүүлэв. Raiyan Seede-ийн зөвшөөрлөөр.
Техасын A&M-ийн судлаачдын боловсруулсан шинэ арга нь хайлшийн шинж чанар болон процессын параметрүүдийг оновчтой болгож, дээд зэргийн 3D хэвлэсэн металл эд ангиудыг бий болгодог. Судалгаанд ашигласан никель нунтаг хайлшны өнгөт электрон микрографыг энд үзүүлэв. Raiyan Seede-ийн зөвшөөрлөөр.

Нэмэлт үйлдвэрлэлд ашигладаг хайлш металлын нунтаг нь янз бүрийн концентрацитай никель, хөнгөн цагаан, магни зэрэг металлын холимог агуулж болно. Лазерын дэвсгэр нунтаг хайлуулах 3D хэвлэх үед эдгээр нунтаг нь лазер туяагаар халсаны дараа хурдан хөрнө. Хайлшийн нунтаг дахь янз бүрийн металлууд нь өөр өөр хөргөлтийн шинж чанартай бөгөөд өөр өөр хурдаар хатуурдаг. Энэ үл нийцэл нь микроскопийн согог, эсвэл микросегрегацийг үүсгэж болно.

"Хайлшны нунтаг хөргөхөд бие даасан металлууд нь тунадасжиж эхэлдэг" гэж судлаач Райян Сиде хэлэв. "Усанд давс хийнэ гэж төсөөлөөд үз дээ. Давсны хэмжээ бага байхад тэр дороо уусдаг, харин давс нэмж асгахад уусдаггүй давсны илүүдэл хэсгүүд талст хэлбэрээр тунадасжиж эхэлдэг. Нэг ёсондоо манай металлын хайлш хэвлэгдсэний дараа хурдан хөргөхөд ийм зүйл тохиолддог." Seede хэлэхдээ, энэ согог нь хэвлэмэл хэсгийн бусад хэсгүүдээс бага зэрэг ялгаатай металлын найрлага агуулсан жижиг халаас шиг харагдаж байна.

Судлаачид хоёртын никель дээр суурилсан дөрвөн хайлшийн хатуурах бичил бүтцийг судалжээ. Туршилтаар тэд өөр өөр температурт болон никель дээр суурилсан хайлш дахь бусад металлын агууламж нэмэгдэж байгаа үед хайлш бүрийн физик фазыг судалжээ. Фазын нарийвчилсан диаграммыг ашиглан судлаачид нэмэлт үйлдвэрлэх явцад хамгийн бага микросегрегацийг үүсгэх хайлш бүрийн химийн найрлагыг тодорхойлсон.

Дараа нь судлаачид хайлш металлын нунтаг нэг замыг лазерын өөр өөр тохиргоонд хайлуулж, сүвэрхэггүй хэсгүүдийг нийлүүлэх лазерын нунтаг давхарга хайлуулах үйл явцын параметрүүдийг тодорхойлсон.
Никель, цайрын хайлшийн нэг лазер скан хөндлөн огтлолын сканнерийн электрон микроскопын зураг. Энд харанхуй, никельээр баялаг фазууд нь жигд бичил бүтэцтэй хөнгөн фазуудыг хооронд нь холбодог. Мөн хайлмал усан сангийн бүтцэд нүхжилт ажиглагдаж болно. Raiyan Seede-ийн зөвшөөрлөөр.
Никель, цайрын хайлшийн нэг лазер скан хөндлөн огтлолын сканнерийн электрон микроскопын зураг. Харанхуй, никельээр баялаг фазууд нь жигд бичил бүтэцтэй хөнгөн фазуудыг хооронд нь үлдээдэг. Мөн хайлмал усан сангийн бүтцэд нүхжилт ажиглагдаж болно. Raiyan Seede-ийн зөвшөөрлөөр.

Фазын диаграммаас олж авсан мэдээлэл, нэг замтай туршилтын үр дүнтэй хослуулан, багийнханд лазерын тохиргоо болон никельд суурилсан хайлшны найрлагад иж бүрэн дүн шинжилгээ хийж өгсөн бөгөөд ингэснээр микросегрегациягүйгээр сүвэрхэггүй хэвлэмэл хэсгийг гаргаж авах боломжтой болсон.

Судлаачид дараа нь нэг замтай туршилтын өгөгдөл, фазын диаграмм дахь хэв маягийг тодорхойлох, ямар ч хайлштай ашиглаж болох микросегрегацын тэгшитгэлийг боловсруулахын тулд машин сургалтын загваруудыг сургасан. Seede хэлэхдээ, уг тэгшитгэл нь хайлшийн хатуурах хүрээ, материалын шинж чанар, лазерын хүч, хурд зэргийг харгалзан ялгах цар хүрээг урьдчилан таамаглах зорилготой юм.

"Бид хайлшийн бичил бүтцийг нарийн тохируулахын тулд гүн гүнзгий шумбаж, эцсийн хэвлэсэн объектын шинж чанарыг өмнөхөөсөө илүү нарийн хэмжээгээр хянах боломжтой болно" гэж Seede хэлэв.

AM дахь хайлшийн хэрэглээ нэмэгдэхийн хэрээр үйлдвэрлэлийн чанарын стандартыг хангасан эсвэл давсан эд ангиудыг хэвлэхэд тулгарч буй бэрхшээлүүд нэмэгдэх болно. Техасын A&M судалгаа нь үйлдвэрлэгчдэд хайлшийн хими болон процессын параметрүүдийг оновчтой болгох боломжийг олгох бөгөөд ингэснээр хайлшийг нэмэлт үйлдвэрлэлд тусгайлан зориулж, үйлдвэрлэгчид бичил бүтцийг дотооддоо хянах боломжтой болно.

Профессор Ибрахим Караман хэлэхдээ: "Манай аргачлал нь янз бүрийн найрлагатай хайлшийг нэмэлт бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэхэд амжилттай ашиглах боломжийг хөнгөвчилдөг" гэж профессор Ибрахим Караман хэлэв. "Энэ ажил нь захиалгат металл эд ангиудыг бүтээх илүү сайн арга замыг байнга эрэлхийлдэг сансар судлал, автомашин, батлан ​​хамгаалахын салбарт ихээхэн ашиг тустай байх болно."

Судалгаанд Seede, Karaman нартай хамтран ажилласан профессор Раймундо Аррояве, профессор Алаа Элвани нар уг аргачлалыг үйлдвэрүүд өөрсдийн сонгосон хайлшаар бат бөх, согоггүй эд ангиудыг бүтээхэд хялбархан тохируулж болно гэж мэдэгдэв.