Para panalungtik sacara sistematis nalungtik épék komposisi alloy dina printability na solidification of microstructures, pikeun hadé ngartos kumaha komposisi alloy, variabel prosés, sarta térmodinamik mangaruhan bagian aditif dijieun. Ngaliwatan percobaan 3D-percetakan, maranéhna nangtukeun kimia alloy na parameter prosés diperlukeun pikeun ngaoptimalkeun sipat alloy na print unggul, bagian idéntik dina microscale nu. Ngagunakeun pembelajaran mesin, aranjeunna nyiptakeun rumus anu tiasa dianggo sareng sagala jinis alloy pikeun ngabantosan nyegah henteu seragam.
Metodeu anyar anu dikembangkeun ku peneliti Texas A&M ngaoptimalkeun sipat alloy sareng parameter prosés pikeun nyiptakeun bagian logam anu dicitak 3D. Ditémbongkeun di dieu mangrupa micrograph éléktron colorized tina alloy bubuk nikel dipaké dina pangajaran. Kahadean tina Raiyan Seede.
Metodeu anyar anu dikembangkeun ku peneliti Texas A&M ngaoptimalkeun sipat alloy sareng parameter prosés pikeun nyiptakeun bagian logam anu dicitak 3D. Ditémbongkeun di dieu mangrupa micrograph éléktron colorized tina alloy bubuk nikel dipaké dina pangajaran. Kahadean tina Raiyan Seede.

Paduan logam bubuk dipaké pikeun aditif manufaktur bisa ngandung campuran logam, kayaning nikel, aluminium, jeung magnésium, dina konsentrasi béda. Salila percetakan 3D bubuk ranjang laser, bubuk ieu niiskeun gancang saatos dipanaskeun ku sinar laser. Logam béda dina bubuk alloy boga sipat cooling béda jeung solidify di ongkos béda. Inconsistency ieu tiasa nyiptakeun cacad mikroskopis, atanapi microsegregation.

"Nalika bubuk alloy tiis, logam individu bisa endapanana kaluar," ceuk panalungtik Raiyan Seede. "Bayangkeun tuang uyah dina cai. Éta larut langsung nalika jumlah uyah sakedik, tapi nalika anjeun tuang langkung seueur uyah, partikel uyah kaleuwihan anu henteu leyur mimiti présipitasi salaku kristal. Intina, éta anu lumangsung dina alloy logam urang nalika aranjeunna niiskeun gancang saatos dicitak. Seede ceuk cacad ieu muncul salaku kantong leutik ngandung konsentrasi rada béda tina bahan logam ti naon kapanggih di wewengkon séjén tina bagian dicitak.

Para panalungtik nalungtik microstructures solidification opat alloy basis nikel binér. Dina percobaan, maranéhna diajar fase fisik pikeun tiap alloy dina hawa béda jeung dina ngaronjatna konsentrasi logam lianna dina alloy dumasar-nikel. Ngagunakeun diagram fase lengkep, panalungtik nangtukeun komposisi kimia unggal alloy nu bakal ngabalukarkeun microsegregation pangsaeutikna salila manufaktur aditif.

Salajengna, panalungtik ngalembereh lagu tunggal bubuk logam alloy dina setélan laser béda jeung nangtukeun parameter prosés fusi ranjang bubuk laser nu bakal nganteurkeun bagian porosity-gratis.
Gambar mikroskop éléktron scanning tina hiji laser scan cross-bagian tina alloy nikel jeung séng. Di dieu, poék, fase-euyeub nikel interleaves fase torek jeung mikrostruktur seragam. A pori ogé bisa dititénan dina struktur kolam renang ngalembereh. Kahadean tina Raiyan Seede.
Gambar mikroskop éléktron scanning tina hiji laser scan cross-bagian tina alloy nikel jeung séng. Poék, fase-euyeub nikel interleave fase torek jeung mikrostruktur seragam. A pori ogé bisa dititénan dina struktur kolam renang ngalembereh. Kahadean tina Raiyan Seede.

Inpormasi anu dicandak tina diagram fase, digabungkeun sareng hasil tina percobaan lagu tunggal, nyayogikeun tim analisis komprehensif ngeunaan setélan laser sareng komposisi alloy dumasar-nikel anu tiasa ngahasilkeun bagian anu dicitak tanpa porosity tanpa microsegregation.

Para panalungtik salajengna dilatih model mesin-learning pikeun ngaidentipikasi pola dina data ékspérimén single-lagu jeung diagram fase, pikeun ngembangkeun hiji persamaan pikeun microsegregation nu bisa dipaké kalawan alloy nanaon. Seede ceuk persamaan ieu dirancang pikeun prediksi extent segregation dibikeun rentang solidification alloy urang jeung sipat bahan jeung kakuatan sarta speed laser urang.

"Urang nyandak dives jero kana fine-tuning microstructure of alloy ku kituna aya leuwih kontrol leuwih sipat objék dicitak final dina skala teuing finer ti saméméhna," ceuk Seede.

Nalika pamakean alloy dina AM ningkat, ogé bakal tantangan pikeun nyitak bagian anu nyumponan atanapi ngaleuwihan standar kualitas manufaktur. Ulikan Texas A&M bakal ngamungkinkeun pabrik pikeun ngaoptimalkeun kimia alloy sareng parameter prosés supados alloy tiasa dirarancang khusus pikeun manufaktur aditif sareng produsén tiasa ngontrol mikrostruktur lokal.

"Metodologi kami eases pamakéan suksés alloy komposisi béda pikeun manufaktur aditif tanpa perhatian ngawanohkeun defects, sanajan dina microscale," ceuk profésor Ibrahim Karaman. "Karya ieu bakal mangpaat pisan pikeun industri aerospace, otomotif, sareng pertahanan anu terus-terusan milarian cara anu langkung saé pikeun ngawangun bagian logam khusus."

Profesor Raymundo Arroyavé sareng profésor Alaa Elwany, anu gawé bareng sareng Seede sareng Karaman dina panalungtikan, nyarios yén metodologi éta tiasa gampang diadaptasi ku industri pikeun ngawangun bagian anu kuat, tanpa cacad kalayan pilihan pilihan.