Studiuesit hetuan sistematikisht efektet e përbërjes së aliazhit në printueshmërinë dhe ngurtësimin e mikrostrukturave, për të kuptuar më mirë se si përbërja e aliazhit, variablat e procesit dhe termodinamika ndikuan në pjesët e prodhuara në mënyrë shtesë. Nëpërmjet eksperimenteve të printimit 3D, ata përcaktuan kiminë e aliazhit dhe parametrat e procesit të kërkuar për të optimizuar vetitë e aliazhit dhe për të printuar pjesë superiore, identike në shkallë mikro. Duke përdorur mësimin e makinerive, ata krijuan një formulë që mund të përdoret me çdo lloj aliazhi për të ndihmuar në parandalimin e jouniformitetit.
Një metodë e re e zhvilluar nga studiuesit e Teksasit A&M optimizon vetitë e aliazhit dhe parametrat e procesit për të krijuar pjesë metalike superiore të printuara 3D. Këtu është paraqitur një mikrograf elektronik i ngjyrosur i një aliazhi pluhur nikeli i përdorur në studim. Me mirësjellje të Raiyan Seede.
Një metodë e re e zhvilluar nga studiuesit e Teksasit A&M optimizon vetitë e aliazhit dhe parametrat e procesit për të krijuar pjesë metalike superiore të printuara 3D. Këtu është paraqitur një mikrograf elektronik i ngjyrosur i një aliazhi pluhur nikeli i përdorur në studim. Me mirësjellje të Raiyan Seede.

Pluhurat e metaleve të lidhura të përdorura për prodhimin e aditivëve mund të përmbajnë një përzierje metalesh, si nikeli, alumini dhe magnezi, në përqendrime të ndryshme. Gjatë printimit 3D të shkrirjes së pluhurit të shtratit lazer, këto pluhura ftohen me shpejtësi pasi nxehen nga një rreze lazer. Metalet e ndryshme në pluhurin e aliazhit kanë veti të ndryshme ftohëse dhe ngurtësohen me ritme të ndryshme. Kjo mospërputhje mund të krijojë të meta mikroskopike, ose mikrondarje.

"Kur pluhuri i aliazhit ftohet, metalet individuale mund të precipitojnë", tha studiuesi Raiyan Seede. “Imagjinoni të derdhni kripë në ujë. Ajo tretet menjëherë kur sasia e kripës është e vogël, por ndërsa hidhni më shumë kripë, grimcat e tepërta të kripës që nuk treten fillojnë të precipitojnë si kristale. Në thelb, kjo është ajo që po ndodh në lidhjet tona metalike kur ato ftohen shpejt pas printimit.” Seede tha se ky defekt duket si xhepa të vegjël që përmbajnë një përqendrim paksa të ndryshëm të përbërësve metalikë nga ai që gjendet në zona të tjera të pjesës së printuar.

Studiuesit hetuan mikrostrukturat e ngurtësimit të katër lidhjeve binare të bazuara në nikel. Në eksperimente, ata studiuan fazën fizike për secilën aliazh në temperatura të ndryshme dhe në përqendrime në rritje të metalit tjetër në lidhjen me bazë nikelin. Duke përdorur diagrame të detajuara fazore, studiuesit përcaktuan përbërjen kimike të secilës aliazh që do të shkaktonte më pak mikrondarje gjatë prodhimit të aditivëve.

Më pas, studiuesit shkrinë një pjesë të vetme të pluhurit metalik të aliazhit në cilësime të ndryshme lazer dhe përcaktuan parametrat e procesit të shkrirjes së shtratit të pluhurit lazer që do të jepnin pjesë pa porozitet.
Një imazh i mikroskopit elektronik skanues i një seksion kryq të vetëm me skanim lazer të një aliazhi nikel dhe zinku. Këtu, fazat e errëta, të pasura me nikel ndërthurin fazat më të lehta me mikrostrukturë uniforme. Një pore mund të vërehet gjithashtu në strukturën e pishinës së shkrirë. Me mirësjellje të Raiyan Seede.
Një imazh i mikroskopit elektronik skanues i një seksion kryq të vetëm me skanim lazer të një aliazhi nikel dhe zinku. Fazat e errëta dhe të pasura me nikel ndërthurin fazat më të lehta me mikrostrukturë uniforme. Një pore mund të vërehet gjithashtu në strukturën e pishinës së shkrirë. Me mirësjellje të Raiyan Seede.

Informacioni i marrë nga diagramet fazore, i kombinuar me rezultatet nga eksperimentet me një pistë, i dha ekipit një analizë gjithëpërfshirëse të cilësimeve të lazerit dhe përbërjeve të aliazhit me bazë nikelit që mund të prodhonin një pjesë të printuar pa porozitet pa mikrondarje.

Studiuesit më pas trajnuan modele të mësimit të makinerive për të identifikuar modelet në të dhënat eksperimentale me një gjurmë dhe diagramet fazore, për të zhvilluar një ekuacion për mikrondarjen që mund të përdoret me çdo aliazh. Seede tha se ekuacioni është krijuar për të parashikuar shkallën e ndarjes duke pasur parasysh gamën e ngurtësimit të aliazhit dhe vetitë e materialit, si dhe fuqinë dhe shpejtësinë e lazerit.

"Ne bëjmë zhytje të thella në rregullimin e mikrostrukturës së lidhjeve në mënyrë që të ketë më shumë kontroll mbi vetitë e objektit përfundimtar të printuar në një shkallë shumë më të imët se më parë," tha Seede.

Me rritjen e përdorimit të lidhjeve në AM, do të rriten edhe sfidat për printimin e pjesëve që plotësojnë ose tejkalojnë standardet e cilësisë së prodhimit. Studimi i Teksasit A&M do t'u mundësojë prodhuesve të optimizojnë kiminë e aliazhit dhe parametrat e procesit në mënyrë që lidhjet të mund të dizajnohen posaçërisht për prodhimin e aditivëve dhe prodhuesit të mund të kontrollojnë mikrostrukturat në nivel lokal.

"Metodologjia jonë lehtëson përdorimin e suksesshëm të lidhjeve të përbërjeve të ndryshme për prodhimin e aditivëve pa shqetësimin e paraqitjes së defekteve, qoftë edhe në shkallë mikro," tha profesori Ibrahim Karaman. "Kjo punë do të jetë me përfitim të madh për industrinë e hapësirës ajrore, automobilave dhe të mbrojtjes që janë vazhdimisht në kërkim të mënyrave më të mira për të ndërtuar pjesë metalike me porosi."

Profesori Raymundo Arroyavé dhe profesori Alaa Elwany, të cilët bashkëpunuan me Seede dhe Karaman në hulumtim, thanë se metodologjia mund të përshtatet lehtësisht nga industritë për të ndërtuar pjesë të qëndrueshme dhe pa defekte me lidhjen e tyre të zgjedhur.