शोधकर्ताहरूले व्यवस्थित रूपमा मिश्र धातु संरचनाको प्रिन्टबिलिटी र माइक्रोस्ट्रक्चरको ठोसीकरणमा प्रभावहरूको अनुसन्धान गरे, कसरी मिश्र धातु संरचना, प्रक्रिया चरहरू, र थर्मोडायनामिक्सले थप रूपमा निर्मित भागहरूलाई असर गर्छ भनेर राम्रोसँग बुझ्नको लागि। 3D-प्रिन्टिङ प्रयोगहरू मार्फत, तिनीहरूले मिश्र धातु गुणहरू अनुकूलन गर्न र माइक्रोस्केलमा उत्कृष्ट, समान भागहरू प्रिन्ट गर्न आवश्यक मिश्र धातु रसायन र प्रक्रिया प्यारामिटरहरू परिभाषित गरे। मेशिन लर्निङ प्रयोग गरेर, तिनीहरूले एक सूत्र सिर्जना गरे जुन कुनै पनि प्रकारको मिश्र धातुसँग गैर-एकरूपता रोक्न मद्दत गर्न सकिन्छ।
टेक्सास A&M शोधकर्ताहरूले विकसित गरेको नयाँ विधिले मिश्र धातु गुणहरू र प्रक्रिया प्यारामिटरहरूलाई उत्कृष्ट 3D-मुद्रित धातुका भागहरू सिर्जना गर्न अनुकूलन गर्दछ। अध्ययनमा प्रयोग गरिएको निकल पाउडर मिश्रको रंगीन इलेक्ट्रोन माइक्रोग्राफ यहाँ देखाइएको छ। Raiyan Seede को सौजन्य।
टेक्सास A&M शोधकर्ताहरूले विकसित गरेको नयाँ विधिले मिश्र धातु गुणहरू र प्रक्रिया प्यारामिटरहरूलाई उत्कृष्ट 3D-मुद्रित धातुका भागहरू सिर्जना गर्न अनुकूलन गर्दछ। अध्ययनमा प्रयोग गरिएको निकल पाउडर मिश्रको रंगीन इलेक्ट्रोन माइक्रोग्राफ यहाँ देखाइएको छ। Raiyan Seede को सौजन्य।

मिश्र धातु पाउडरहरू थप उत्पादनका लागि प्रयोग गरिएका धातुहरू, जस्तै निकल, एल्युमिनियम, र म्याग्नेसियम, विभिन्न सांद्रताहरूमा मिश्रण हुन सक्छ। लेजर बेड पाउडर फ्युजन थ्रीडी प्रिन्टिङको क्रममा, यी पाउडरहरू लेजर बीमद्वारा तताइएपछि छिट्टै चिसो हुन्छन्। मिश्र धातु पाउडरमा विभिन्न धातुहरू फरक शीतल गुणहरू छन् र विभिन्न दरहरूमा ठोस हुन्छन्। यो असंगतिले माइक्रोस्कोपिक त्रुटिहरू, वा माइक्रोसेग्रेगेशन सिर्जना गर्न सक्छ।

"जब मिश्र धातुको पाउडर चिसो हुन्छ, व्यक्तिगत धातुहरू बाहिर निस्कन सक्छन्," अनुसन्धानकर्ता रायन सीडेले भने। "पानीमा नुन खन्याउने कल्पना गर्नुहोस्। नुनको मात्रा थोरै भएमा यो तुरुन्तै पग्लन्छ, तर जब तपाईले धेरै नुन खन्याउनुहुन्छ, नघुलन्ने अतिरिक्त नुन कणहरू क्रिस्टलको रूपमा बाहिर निस्कन थाल्छन्। संक्षेपमा, हाम्रो धातु मिश्रहरूमा के भइरहेको छ जब तिनीहरू मुद्रण पछि छिटो चिसो हुन्छन्।" सीडेले भने कि यो दोष छापिएको भागको अन्य भागहरूमा पाइने भन्दा धातु सामग्रीको अलि फरक एकाग्रता भएको सानो जेबको रूपमा देखिन्छ।

शोधकर्ताहरूले चार बाइनरी निकल-आधारित मिश्रहरूको ठोसीकरण माइक्रोस्ट्रक्चरहरूको अनुसन्धान गरे। प्रयोगहरूमा, तिनीहरूले विभिन्न तापमानमा र निकल-आधारित मिश्र धातुमा अन्य धातुको बढ्दो सांद्रतामा प्रत्येक मिश्र धातुको भौतिक चरण अध्ययन गरे। विस्तृत चरण रेखाचित्रहरू प्रयोग गरेर, शोधकर्ताहरूले प्रत्येक मिश्र धातुको रासायनिक संरचना निर्धारण गरे जसले additive निर्माणको क्रममा कम से कम माइक्रोसेग्रेगेशनको कारण बनाउँदछ।

अर्को, शोधकर्ताहरूले विभिन्न लेजर सेटिङहरूमा मिश्र धातु पाउडरको एकल ट्र्याक पिघले र लेजर पाउडर बेड फ्यूजन प्रक्रिया प्यारामिटरहरू निर्धारण गरे जसले पोरोसिटी-मुक्त भागहरू प्रदान गर्नेछ।
निकल र जस्ता मिश्र धातुको एकल लेजर स्क्यान क्रस-सेक्शनको स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप छवि। यहाँ, गाढा, निकेल-समृद्ध चरणहरूले एकसमान माइक्रोस्ट्रक्चरको साथ हल्का चरणहरू अन्तर्क्रिया गर्दछ। पग्लिएको पोखरी संरचनामा एक छिद्र पनि अवलोकन गर्न सकिन्छ। Raiyan Seede को सौजन्य।
निकल र जस्ता मिश्र धातुको एकल लेजर स्क्यान क्रस-सेक्शनको स्क्यानिङ इलेक्ट्रोन माइक्रोस्कोप छवि। गाढा, निकेल-सम्पन्न चरणहरूले एकसमान माइक्रोस्ट्रक्चरको साथ हल्का चरणहरू अन्तर्क्रिया गर्दछ। पग्लिएको पोखरी संरचनामा एक छिद्र पनि अवलोकन गर्न सकिन्छ। Raiyan Seede को सौजन्य।

चरण रेखाचित्रहरूबाट प्राप्त जानकारी, एकल-ट्र्याक प्रयोगहरूको नतिजाहरूसँग मिलेर, टोलीलाई लेजर सेटिङहरू र निकल-आधारित मिश्र धातु रचनाहरूको विस्तृत विश्लेषण प्रदान गर्‍यो जसले माइक्रोसेग्रेगेसन बिना पोरोसिटी-मुक्त मुद्रित भाग उत्पादन गर्न सक्छ।

अन्वेषकहरूले अर्को प्रशिक्षित मेसिन-लर्निङ मोडेलहरूलाई एकल-ट्र्याक प्रयोगात्मक डेटा र चरण रेखाचित्रहरूमा ढाँचाहरू पहिचान गर्न, कुनै पनि मिश्र धातुसँग प्रयोग गर्न सकिने माइक्रोसेग्रेगेशनको लागि समीकरण विकास गर्न। सीडेले भने कि यो समीकरण मिश्र धातुको ठोसीकरण दायरा र भौतिक गुणहरू र लेजरको शक्ति र गतिलाई दिएर विभाजनको हदको भविष्यवाणी गर्न डिजाइन गरिएको हो।

"हामी मिश्रको माइक्रोस्ट्रक्चरलाई फाइन-ट्युनिङ गर्न गहिरो डाइभ्स लिन्छौं ताकि अन्तिम मुद्रित वस्तुको गुणहरू पहिले भन्दा धेरै राम्रो मापनमा अधिक नियन्त्रण हो," सीडेले भने।

AM मा मिश्र धातुहरूको प्रयोग बढ्दै जाँदा, उत्पादन गुणस्तर मापदण्डहरू पूरा गर्ने वा नाघ्ने पार्ट्स प्रिन्ट गर्नका लागि चुनौतीहरू हुनेछन्। टेक्सास A&M अध्ययनले निर्माताहरूलाई मिश्र धातु रसायन विज्ञान र प्रक्रिया प्यारामिटरहरू अनुकूलन गर्न सक्षम बनाउँदछ ताकि मिश्र धातुहरू विशेष रूपमा additive निर्माणको लागि डिजाइन गर्न सकिन्छ र निर्माताहरूले स्थानीय रूपमा माइक्रोस्ट्रक्चरहरू नियन्त्रण गर्न सक्छन्।

प्रोफेसर इब्राहिम करमानले भने, "हाम्रो पद्धतिले माइक्रोस्केलमा पनि दोषहरू ल्याउने चिन्ता नगरी additive निर्माणका लागि विभिन्न रचनाहरूको मिश्र धातुहरूको सफल प्रयोगलाई सहज बनाउँछ।" "यो काम एयरोस्पेस, अटोमोटिभ, र रक्षा उद्योगहरूका लागि ठूलो फाइदा हुनेछ जुन लगातार कस्टम मेटल पार्ट्सहरू निर्माण गर्न राम्रो तरिकाहरू खोजिरहेका छन्।"

प्रोफेसर रेमुन्डो एरोयाभे र प्रोफेसर अला एल्वानी, जसले अनुसन्धानमा सीडे र कारमानसँग सहकार्य गरेका थिए, भने कि यो विधिलाई उद्योगहरूले आफ्नो छनौटको मिश्र धातुको साथ बलियो, दोष-मुक्त भागहरू निर्माण गर्न सजिलैसँग अनुकूलन गर्न सकिन्छ।