هنر چاپ بسیار سخت فولادهای بی وقفه

برای هزاران سال متالوژیست شده اند دقت افزایش سرعت تشکیل دهنده از جراحی به منظور افزایش خواص آن است. به عنوان یک نتیجه چندین گونه از جراحی امروز وجود دارد; اما یک نوع به نام مارتنزیتی نوار جراحی خارج از غرفه را از آن جراحی عموزاده به عنوان قوی تر و بیشتر مقرون به صرفه برای تولید. از این رو فولادهای مارتنزیتی نوار به طور طبیعی خود را قرض دادن به برنامه های کاربردی در هوافضا و صنایع دفاعی میان دیگران که در آن با مقاومت بالا, سبک وزن, قطعات نیاز به تولید بدون افزایش هزینه.

اما برای این و دیگر برنامه های کاربردی از فلزات ساخته شود به ساختارهای پیچیده با حداقل از دست دادن قدرت و دوام. محققان از Texas A&M دانشگاه در همکاری با دانشمندان در آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی در حال حاضر توسعه دستورالعمل های است که اجازه می دهد چاپ 3D از فولادهای مارتنزیتی نوار به بسیار محکم و نقص-رایگان اشیاء نزدیک به هر شکل.

“قوی و سختی فولادهای فوق العاده ای دارند اما برنامه قوی ترین آنهایی که معمولا گران قیمت — یک استثنا بودن فولادهای مارتنزیتی نوار است که نسبتا ارزان و به قیمت کمتر از یک دلار در هر پوند,” گفت: دکتر ابراهیم کارامان شورون استاد و رئیس بخش علوم و مهندسی مواد. “ما در حال توسعه یک چارچوب به طوری که چاپ 3D از این سخت فولادهای ممکن است به هر گونه مورد نظر هندسه و هدف نهایی خواهد بود و عملا نقص است.”

اگر چه این روش توسعه یافته بود در ابتدا برای فولادهای مارتنزیتی نوار محققان از Texas A&M گفت: آنها باید خود را با دستورالعمل های عمومی به اندازه کافی به طوری که همان چاپ 3D خط لوله می تواند مورد استفاده برای ساخت اشیاء پیچیده از دیگر فلزات و آلیاژهای به عنوان به خوبی.

یافته های این مطالعه گزارش شده در شماره دسامبر مجله Acta Materialia.

فولادهای ساخته شده از آهن و مقدار کمی از عناصر دیگر از جمله کربن. Martensite فولاد تشکیل شده که فولادهای گرم به درجه حرارت بسیار بالا و سپس به سرعت سرد می شود. ناگهانی خنک کننده غیر طبیعی محدوده اتم کربن در آهن کریستال دادن مارتنزیتی نوار جراحی امضای آن قدرت است.

به متنوع کاربردهای فولادهای مارتنزیتی نوار به خصوص یک نوع به نام کم آلیاژ فولادهای مارتنزیتی نوار, نیاز به مونتاژ به اشیاء از اشکال و اندازه های مختلف بسته به کاربرد خاص. این زمانی است که تولید افزودنی بیشتر معمولا شناخته شده به عنوان چاپ 3D فراهم می کند یک راه حل عملی. با استفاده از این تکنولوژی موارد پیچیده ساخته می شود و لایه های با حرارت دادن و ذوب یک تک لایه از پودر فلز همراه یک الگوی با تیز پرتو لیزر. هر یک از این لایه ها پیوست و انباشته ایجاد نهایی 3D-چاپ شی.

اما چاپ 3D فولادهای مارتنزیتی نوار با استفاده از لیزر می تواند در معرفی ناخواسته نقص در شکل منافذ داخل مواد.

“Porosities در حال سوراخ کوچک است که می تواند به شدت کاهش قدرت نهایی 3D-چاپ شیء حتی اگر مواد خام مورد استفاده برای چاپ 3D بسیار قوی گفت:” Karaman. “برای پیدا کردن برنامه های عملی برای جدید مارتنزیتی نوار فولاد ما نیاز به بازگشت به تخته رسم و بررسی که لیزر تنظیمات می تواند به جلوگیری از این نقص.”

برای آزمایش های خود را کارامان و Texas A&M team اولین انتخاب های موجود و مدل ریاضی الهام گرفته از جوشکاری به پیش بینی که چگونه یک تک لایه از فولاد مارتنزیتی نوار پودر را ذوب برای تنظیمات مختلف برای لیزر با سرعت و قدرت. با مقایسه نوع و تعداد نواقص آنها مشاهده شده در یک تک آهنگ از ذوب پودر با مدل پیش بینی های آنها قادر به تغییر موجود خود را در چارچوب کمی به طوری که پس از آن پیش بینی بهبود یافته است.

پس از چند جمله تکرار خود را به چارچوب می تواند به درستی پیش بینی, بدون نیاز به آزمایش های اضافی اگر یک تست مجموعه ای از تنظیمات لیزر می تواند منجر به نقص در مارتنزیتی نوار فولادی. محققان گفتند این روش زمان بیشتری کارآمد.

“تست تمام طیف وسیعی از لیزر تنظیم امکانات برای ارزیابی آنهایی که ممکن است منجر به نقص بسیار وقت گیر و در زمان حتی غیر عملی” گفت: Raiyan Seede یک دانشجوی کارشناسی ارشد در دانشکده مهندسی و نویسنده اصلی این مطالعه است. “با ترکیب آزمایش و مدل سازی ما قادر به توسعه یک روش ساده و سریع گام به گام روش است که می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای تعیین تنظیمات که بهترین کار را برای چاپ 3D از فولادهای مارتنزیتی نوار.”

Seede همچنین اشاره کرد که اگر چه دستورالعمل های خود را توسعه داده شد برای اطمینان حاصل شود که فولادهای مارتنزیتی نوار را می توان چاپ شده عاری از ناهنجاری های خود را در چارچوب می توان به چاپ با هر فلز دیگر است. او گفت: گسترش این برنامه است چرا که خود را در چارچوب اقتباس می تواند برای مطابقت با مشاهدات از تک آهنگ آزمایشات برای هر فلز.

“اگر چه ما آغاز شده و با تمرکز بر چاپ 3D از فولادهای مارتنزیتی نوار ما پس از ایجاد یک بیشتر, جهانی, چاپ, خط لوله گفت:” Karaman. “همچنین ما دستورالعمل های ساده هنر 3D چاپ فلزات به طوری که محصول نهایی است بدون porosities که مهم توسعه برای همه نوع فلز افزودنی صنایع تولیدی است که قطعات به عنوان ساده به عنوان پیچ به آنهایی که پیچیده تر مانند فرود گیربکس یا توربین.”

داستان منبع:

مواد ارائه شده توسط Texas A&M University. Original نوشته شده توسط Vandana Suresh و Dharmesh پاتل. توجه داشته باشید: محتوا ممکن است برای ویرایش سبک و طول.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im