Ang mga non-profit nga organisasyon, media, ug publiko mahimong mag-download og mga hulagway gikan sa website sa MIT Press Office ubos sa Creative Commons Attribution non-commercial, non-derivative nga lisensya.Kinahanglan nga dili nimo usbon ang gihatag nga mga imahe, i-crop lang kini sa husto nga gidak-on.Ang mga kredito kinahanglang gamiton sa pagkopya sa mga hulagway;"MIT" nga kredito alang sa mga imahe gawas kung gipahibalo sa ubos.
Usa ka bag-ong heat treatment nga naugmad sa MIT nagbag-o sa microstructure sa 3D printed nga mga metal, nga naghimo sa materyal nga mas lig-on ug mas makasugakod sa grabeng mga kondisyon sa init.Kini nga teknolohiya makapahimo sa 3D nga pag-imprenta sa mga high-performance blades ug vanes para sa mga gas turbine ug jet engine nga makamugna og elektrisidad, nga makapahimo sa bag-ong mga disenyo aron makunhuran ang konsumo sa gasolina ug episyente sa enerhiya.
Ang mga blades sa gas turbine karon gihimo gamit ang usa ka tradisyonal nga proseso sa paghulma diin ang tinunaw nga metal gibubo ngadto sa komplikadong mga porma ug sa direksyon nga solido.Kini nga mga sangkap gihimo gikan sa pipila sa labing kainit-resistant nga metal nga mga haluang metal sa planeta, tungod kay kini gidisenyo nga magtuyok sa taas nga tulin sa hilabihan ka init nga mga gas, pagkuha sa trabaho aron makamugna og elektrisidad sa mga planta sa kuryente ug maghatag og duso sa mga makina sa jet.
Adunay nagkadako nga interes sa paghimo sa mga blades sa turbine gamit ang 3D nga pag-imprenta, nga, dugang sa mga benepisyo sa kalikopan ug ekonomiya, nagtugot sa mga tiggama nga dali nga makahimo og mga blades nga adunay mas komplikado ug episyente sa enerhiya nga mga geometries.Apan ang mga paningkamot sa 3D print turbine blades wala pa makabuntog sa usa ka dakong babag: creep.
Sa metalurhiya, ang creep gisabot nga ang kalagmitan sa usa ka metal nga dili na mabag-o ubos sa kanunay nga mekanikal nga stress ug taas nga temperatura.Samtang gisusi sa mga tigdukiduki ang posibilidad sa pag-imprenta sa mga blades sa turbine, ilang nakaplagan nga ang proseso sa pag-imprenta nagpatunghag pinong mga lugas gikan sa napulo ngadto sa gatosan ka micrometers—usa ka microstructure nga dali kaayong mokamang.
"Sa praktis, kini nagpasabot nga ang gas turbine adunay mas mubo nga kinabuhi o dili kaayo ekonomikanhon," miingon si Zachary Cordero, propesor sa Boeing sa aerospace sa MIT."Kini usa ka mahal nga dili maayo nga mga sangputanan."
Si Cordero ug mga kauban nakakaplag ug paagi aron mapausbaw ang istruktura sa 3D printed alloys pinaagi sa pagdugang ug dugang nga heat treatment nga lakang nga makapahimo sa pinong mga lugas sa giimprinta nga materyal ngadto sa mas dako nga "columnar" nga mga lugas - usa ka mas lig-on nga microstructure nga makapakunhod sa potensyal sa pagkamang sa materyal.materyal tungod kay ang "mga haligi" gipahiangay sa axis sa labing taas nga stress.Ang pamaagi nga gilatid karon sa Additive Manufacturing nagbukas sa dalan alang sa industriyal nga 3D nga pag-imprenta sa gas turbine blades, ang mga tigdukiduki nag-ingon.
"Sa umaabot nga umaabot, gilauman namon nga ang mga tiggama sa gas turbine mag-imprinta sa ilang mga blades sa dagkong mga additive nga pabrika sa pabrika ug dayon i-post-proseso kini gamit ang among heat treatment," ingon ni Cordero."Ang pag-imprenta sa 3D makahimo sa bag-ong mga arkitektura sa pagpabugnaw nga makadugang sa kainit sa kainit sa mga turbine, nga magtugot kanila sa paghimo sa parehas nga gidaghanon sa gahum samtang nagdilaab nga gamay nga gasolina ug sa katapusan nagpagawas sa gamay nga carbon dioxide."
Ang pagtuon ni Cordero gi-co-author sa mga lead author nga sila Dominic Pichi, Christopher Carter, ug Andres Garcia-Jiménez sa Massachusetts Institute of Technology, Anugrahapradha Mukundan ug Marie-Agatha Sharpan sa University of Illinois sa Urbana-Champaign, ug Donovan Leonard sa Oak Ridge National Laboratory.
Ang bag-ong pamaagi sa team kay usa ka porma sa direksiyon nga recrystallization, usa ka heat treatment nga nagpalihok sa materyal pinaagi sa init nga sona sa tukma nga kontrolado nga gikusgon, nagsagol sa daghang mikroskopikong lugas sa materyal ngadto sa mas dako, mas lig-on, mas uniporme nga mga kristal.
Ang direksiyon nga recrystallization naimbento kapin sa 80 ka tuig na ang milabay ug gipadapat sa mga deformable nga materyales.Sa ilang bag-ong pagtuon, usa ka grupo sa MIT ang nag-aplay sa direkta nga recrystallization sa 3D nga giimprinta nga mga superalloy.
Gisulayan sa team kini nga pamaagi sa 3D nga giimprinta nga nickel-based superalloys, mga metal nga kasagarang gilabay ug gigamit sa mga gas turbine.Sa sunod-sunod nga mga eksperimento, ang mga tigdukiduki nagbutang ug 3D-printed nga mga sample sa rod-like superalloys sa usa ka room-temperature water bath nga direkta ubos sa induction coil.Hinay-hinay nilang gibira ang matag sungkod gikan sa tubig ug gipasa kini sa usa ka coil sa lain-laing mga katulin, nga makapainit sa mga sungkod ngadto sa temperatura gikan sa 1200 ngadto sa 1245 degrees Celsius.
Ilang nakit-an nga ang pagbira sa sungkod sa usa ka tulin (2.5 milimetro matag oras) ug sa usa ka temperatura (1235 degrees Celsius) nagmugna og usa ka tul-id nga gradient sa temperatura nga nagpalihok sa usa ka transisyon sa pinong-grained nga microstructure sa print media.
"Ang materyal nagsugod nga gagmay nga mga partikulo nga adunay mga depekto nga gitawag nga mga dislokasyon, sama sa nabuak nga spaghetti," gipasabut ni Cordero."Kung imong gipainit ang materyal, kini nga mga depekto mawala ug matukod pag-usab, ug ang mga lugas mahimong motubo.mga lugas pinaagi sa pagsuhop sa depektosong materyal ug mas gagmayng mga lugas—usa ka proseso nga gitawag ug recrystallization.”
Human sa pagpabugnaw sa heat-treated rods, gisusi sa mga tigdukiduki ang ilang microstructure gamit ang optical ug electron microscopes ug nakit-an nga ang gipatik nga microscopic grains sa materyal gipulihan sa "columnar" nga mga lugas, o taas, samag kristal nga mga rehiyon nga mas dako pa kay sa orihinal. mga lugas..
"Kami hingpit nga nagbag-o," ingon ang nanguna nga awtor nga si Dominic Peach."Gipakita namon nga mahimo namon nga madugangan ang gidak-on sa lugas pinaagi sa daghang mga order sa kadako aron maporma ang daghang gidaghanon sa mga kolumnar nga mga lugas, nga sa teorya kinahanglan nga mosangput sa usa ka hinungdanon nga pag-uswag sa mga kabtangan sa creep."
Gipakita usab sa team nga makontrol nila ang pull rate ug temperatura sa mga sampol sa sungkod aron maayo ang pagtubo sa mga lugas sa materyal, paghimo sa mga rehiyon nga adunay piho nga gidak-on sa lugas ug oryentasyon.Kini nga lebel sa pagkontrol mahimong magtugot sa mga tiggama sa pag-imprinta sa mga blades sa turbine nga adunay mga microstructure nga piho sa site nga mahimong ipahiangay sa piho nga mga kondisyon sa pag-operate, ingon ni Cordero.
Nagplano si Cordero nga sulayan ang heat treatment sa 3D printed parts nga mas duol sa turbine blades.Ang team nangita usab og mga paagi aron mapadali ang tensile strength ingon man ang pagsulay sa creep resistance sa heat treated structures.Naghunahuna dayon sila nga ang pagtambal sa kainit makahimo sa praktikal nga aplikasyon sa 3D nga pag-imprenta aron makagama ang mga blades sa turbine nga klase sa industriya nga adunay labi ka komplikado nga mga porma ug sumbanan.
"Ang bag-ong blades ug blade geometry maghimo sa land-based gas turbines ug, sa katapusan, ang mga makina sa ayroplano nga mas episyente sa enerhiya," miingon si Cordero."Gikan sa baseline nga panan-aw, mahimo’g makunhuran ang mga pagbuga sa CO2 pinaagi sa pagpaayo sa kaepektibo sa kini nga mga aparato."
Oras sa pag-post: Nob-15-2022
