Tadqiqotchilar qotishma tarkibi, jarayon o'zgaruvchilari va termodinamika qo'shimchalar yordamida ishlab chiqarilgan qismlarga qanday ta'sir qilganini yaxshiroq tushunish uchun qotishma tarkibining mikro tuzilmalarni bosib chiqarish va qotib qolishga ta'sirini muntazam ravishda o'rganib chiqdilar. 3D bosib chiqarish tajribalari orqali ular qotishma xususiyatlarini optimallashtirish va mikro miqyosda yuqori, bir xil qismlarni chop etish uchun zarur bo'lgan qotishma kimyosi va jarayon parametrlarini aniqladilar. Mashinani o'rganishdan foydalanib, ular bir xillikning oldini olishga yordam beradigan har qanday turdagi qotishma bilan ishlatilishi mumkin bo'lgan formulani yaratdilar.
Texas A&M tadqiqotchilari tomonidan ishlab chiqilgan yangi usul 3D bosilgan yuqori metall qismlarni yaratish uchun qotishma xususiyatlarini va jarayon parametrlarini optimallashtiradi. Bu erda tadqiqotda ishlatiladigan nikel kukuni qotishmasining rangli elektron mikrografi ko'rsatilgan. Raiyan Seede izni bilan.
Texas A&M tadqiqotchilari tomonidan ishlab chiqilgan yangi usul 3D bosilgan yuqori metall qismlarni yaratish uchun qotishma xususiyatlarini va jarayon parametrlarini optimallashtiradi. Bu erda tadqiqotda ishlatiladigan nikel kukuni qotishmasining rangli elektron mikrografi ko'rsatilgan. Raiyan Seede izni bilan.

Qo'shimchalar ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan qotishma metall kukunlari turli konsentratsiyalarda nikel, alyuminiy va magniy kabi metallar aralashmasini o'z ichiga olishi mumkin. Lazer to'shagi kukuni termoyadroviy 3D bosib chiqarish paytida, bu kukunlar lazer nurlari bilan qizdirilgandan so'ng tez soviydi. Qotishma kukunidagi turli metallar turli xil sovutish xususiyatlariga ega va har xil tezlikda qattiqlashadi. Ushbu nomuvofiqlik mikroskopik nuqsonlarni yoki mikrosegregatsiyani keltirib chiqarishi mumkin.

"Qotishma kukuni soviganida, alohida metallar cho'kishi mumkin", dedi tadqiqotchi Raiyan Seede. “Tasavvur qiling, suvga tuz quying. Tuz miqdori oz bo'lsa, u darhol eriydi, lekin siz ko'proq tuz quysangiz, erimaydigan ortiqcha tuz zarralari kristallar shaklida cho'kishni boshlaydi. Aslini olganda, bizning metall qotishmalarimiz chop etilgandan keyin tez soviydi. Seedening so'zlariga ko'ra, bu nuqson bosilgan qismning boshqa joylarida bo'lganidan ko'ra bir oz boshqacha kontsentratsiyani o'z ichiga olgan kichik cho'ntaklar kabi ko'rinadi.

Tadqiqotchilar to'rtta ikkilik nikel asosidagi qotishmalarning qotib qolish mikroyapılarini o'rganishdi. Tajribalarda ular har xil haroratlarda va nikel asosidagi qotishmadagi boshqa metalning ortib borayotgan konsentratsiyasida har bir qotishma uchun jismoniy fazani o'rgandilar. Batafsil faza diagrammalaridan foydalangan holda, tadqiqotchilar qo'shimchalar ishlab chiqarishda eng kam mikrosegregatsiyaga olib keladigan har bir qotishmaning kimyoviy tarkibini aniqladilar.

Keyinchalik, tadqiqotchilar turli xil lazer sozlamalarida qotishma metall kukunining bitta yo'lini eritib, g'ovakliksiz qismlarni etkazib beradigan lazer kukunli qatlam termoyadroviy jarayoni parametrlarini aniqladilar.
Nikel va rux qotishmasining bitta lazerli skanerlash kesimining skanerlovchi elektron mikroskop tasviri. Bu erda qorong'u, nikelga boy fazalar bir xil mikro tuzilishga ega engilroq fazalarni qo'shib qo'yadi. Eritma hovuzi tuzilishida ham gözenek kuzatilishi mumkin. Raiyan Seede izni bilan.
Nikel va rux qotishmasining bitta lazerli skanerlash kesimining skanerlovchi elektron mikroskop tasviri. To'q rangli, nikelga boy fazalar bir xil mikro tuzilishga ega engilroq fazalarni qo'shib qo'yadi. Eritma hovuzi tuzilishida ham gözenek kuzatilishi mumkin. Raiyan Seede izni bilan.

Fazali diagrammalardan olingan ma'lumotlar, bitta yo'nalishli tajribalar natijalari bilan birgalikda, guruhga lazer sozlamalari va nikel asosidagi qotishma kompozitsiyalarini har tomonlama tahlil qilish imkonini berdi, bu esa mikrosegregatsiyasiz g'ovakliksiz bosilgan qismni berishi mumkin.

Keyingi tadqiqotchilar bir yo‘lli eksperimental ma’lumotlar va fazali diagrammalardagi naqshlarni aniqlash, har qanday qotishma bilan ishlatilishi mumkin bo‘lgan mikrosegregatsiya tenglamasini ishlab chiqish uchun mashinani o‘rganish modellarini o‘rgatdilar. Seedening so'zlariga ko'ra, tenglama qotishmaning qattiqlashuv diapazoni va material xossalari hamda lazerning kuchi va tezligini hisobga olgan holda segregatsiya darajasini bashorat qilish uchun mo'ljallangan.

"Biz qotishmalarning mikro tuzilishini nozik sozlash bo'yicha chuqur sho'ng'in qilamiz, shunda yakuniy bosilgan ob'ektning xususiyatlarini avvalgiga qaraganda ancha nozikroq miqyosda ko'proq nazorat qilish mumkin", dedi Seede.

AMda qotishmalardan foydalanish ortib borayotganligi sababli, ishlab chiqarish sifati standartlariga javob beradigan yoki undan yuqori bo'lgan qismlarni chop etish bilan bog'liq muammolar ham ortadi. Texas A&M tadqiqoti ishlab chiqaruvchilarga qotishma kimyosi va jarayon parametrlarini optimallashtirish imkonini beradi, shunda qotishmalar maxsus qo'shimchalar ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan bo'lishi mumkin va ishlab chiqaruvchilar mikro tuzilmalarni mahalliy nazorat qilishlari mumkin.

Professor Ibrohim Karaman: "Bizning metodologiyamiz qo'shimchalar ishlab chiqarish uchun turli xil tarkibdagi qotishmalardan muvaffaqiyatli foydalanishni osonlashtiradi, hatto mikro miqyosda ham nuqsonlarni kiritishdan tashvishlanmaydi". "Bu ish doimiy ravishda maxsus metall qismlarni qurishning yaxshi usullarini izlayotgan aerokosmik, avtomobilsozlik va mudofaa sanoati uchun katta foyda keltiradi."

Tadqiqotda Seede va Karaman bilan hamkorlik qilgan professor Raymundo Arroyave va professor Alaa Elvanining ta'kidlashicha, metodologiya sanoat tomonidan o'zlarining tanlagan qotishmasi bilan mustahkam, nuqsonsiz qismlarni qurish uchun osongina moslashtirilishi mumkin.