drukowania3D może pozwolićna efektywne wytwarzanie skomplikowanych konstrukcji trudno sobie konwencjonalnie bez strat,na przykład wydrążonych kształtachniklu-basednadstopów aeronautyki składników. W celu pełnego wykorzystania tej metody, trzeba dążyć donowych stopów i procesy.

 

    Conventional produkcjinadstopów\\

Superalloys rodzinie mieszanek metalina bazieniklu, kobaltu lub żelaza, są odpornena odkształcenia w wysokiej temperaturze,na korozję i utlenianie, zwłaszcza przy pracy w podwyższonej temperaturze, w pobliżu temperatury topnienia. Zostały one po raz pierwszy opracowane dla elementów turbin gazowych w silnikach turboodrzutowych i są obecnie szeroko stosowane w wysokich temperaturach w lotnictwie i energetyce branżach. Aby uzyskać te właściwości w wysokiej temperaturze (zarówno mechaniczna jak i chemiczna) Kontrola mikrostruktury jest krytyczna i jest włączany za pomocą kombinacji specyficznych dodatków stopowych pierwiastków i dokładne procesów wytwarzania.

 

Nickel

basednadstopów, pierwszych inajlepiejdevelopednadstopu rodziny polegaćna mikrostrukturę dwufazowego składającego się z fazy wzmacniająca--a dyspersję (Ni, Co) 3 (Al, Ti, Ta) wytrąca się (L12 krystalografii ) onazwie γ '-\grown w matrycy Crenriched Ni. Innych pierwiastków stopowych, takich jak materiały ogniotrwałe (Re, Mo, W) lub metaloidów, (B, C) może być także dodawany. Na podstawie ich składu chemicznego, stopy te są jednymi znajbardziej złożonych ludzkości został zaprojektowany. Podczas konwencjonalnej obróbki, to istotne wytrącanie za pomocą dyfuzji-controlled reakcji podczas chłodzenia w zakresie temperatur 1000-750 ° C1.--

 Manufacturing jest tradycyjnie \"Achillesa obcas”zastosowańnadstopów

\structurally dźwięk właściwości mechanicznenie zostały osiągnięte bez długowinded i kosztownego subtraktywnego wytwarzania przez obróbkę odlewów. Dziśnadal używać precyzyjnych procesów odlewniczych inwestycja że sięgają starożytności. Na przykład, do wytworzenia łopatki turbiny silnika odrzutowego, zarówno model woskowy i krzemionka-based replika kanałów chłodzących są konieczne do utworzenia ceramicznej formy dla każdego składnika wytwarzanego, do którego kg stopionego metalu zostały oddane pod zmniejszonym ciśnieniem. Chłodzi się do warunków otoczenia, trwa kilka godzin, a jest toniemożliwe, aby tłumić wytrącanie y 'wytrąconych w trakcie chłodzenia; Ponadto, bardzo ostrożnynastępnie obróbce cieplnej w ciągu kilku godzin w-1300 ° C konieczna-\-just poniżej temperatury topnienia~\-to redukcji chemicznej dendrytycznych segregacji drogą odlewania. Wreszcie, obróbka wymagana jest do kształtu ostatecznego skomplikowanej geometrii łopatek turbiny. Proces odlewania obejmuje kilka kontroli Procesy chemiczne ze znacznym odpadów-scrappage wytwarzanego podczas odlewania, anastępnie obróbkę z części turbiny: tylko około 10% końcównadstopów jako gotowego goods2--./

\

3D druku jakonową drogę przetwórstwanadstopów \\ drukowania

USING 3D lub dodatek do produkcji (AM), zamiast odlewania umożliwia przetwarzanie występuje zupełnie inny sposób, z zmniejszona etapów wytwarzania i minimalne przeróbki odpadów. Laser

based topnienia i wzmocnienie stałego proszku kilkudziesięciu mikrometrów, warstwyBylayer pod bezpośrednim wejściem z komputera \\ systemnaided (CAD), przyznaje wOFietniewykorzystany swobody projektowania : puste struktury piankowe

like lub krata

based architektury, bardziej efektywne wykorzystanie materiałów, w dodatku, w przeciwieństwie do subtraktywnego sposób. Ponadto, proces AM z topieniem i remelting z drobnoziarnistej proszku długości mikronów i skala czasu, prowadzi do wysokiej szybkości chłodzenia od 103-106 ° C,-s i bardzo różnych reakcji metalurgicznych do processing3. Krzepnięcie powoduje bardzo drobną komórkowej zamiast dendrytycznych microstructure4, który praktycznie eliminuje segregacji dendrytycznej się w konwencjonalnej obróbki, eliminując potrzebę chemicznej etapie homogenizacji. Wytrącanie y 'jest tłumiona przez ciężką szybkości chłodzenia, co pozwalananano-Scale wytrącanie być dostosowane podczas późniejszej obróbki cieplnej dla poprawienia properties5. Fazę Wytrącanie może być zoptymalizowana poprzez zaprojektowanienowych protokołów obróbki cieplnej, w celu uzyskania pożądanej mikrostruktury związane z wysoką siłą w Am superalloys6.----Jednakże powszechne stosowanie AM wnadstopach złożonych pustych struktur, takich jak aero-jet łopatek turbinowychnadalnie jest proste. W celu skutecznego technik dźwigni jestem wnadstopów, potrzebujemy lepszego zrozumienianauki procesu; wiele aspektów tego sąniejasne, ponieważ podstawy AM obejmować wiele zjawisk fizycznych i chemicznych całej długości oraz harmonogramu (patrz rys. 1). Na przykład, gdy laser styka się z proszku metalu, wszystkie możliwe czterech stanach materii--/-solid, ciecz, pary gaz i plazma

interact7, a bardzoniewiele, jeśli istnieje jakikolwiek physics

based modele aby rozwiązać ten złożoności. Ponadto charakter szybkich i powtarzanych cykli indukuje termicznych intensywnych gradientów termicznych i stanów tak chemicznych strukturalnych i mechanicznych, które są metastabilne, powodując defects8 metalurgicznego, które zagrażają properties9.--Finally,najbardziej konwencjonalnenadstopynie może być łatwo przeniesione z odlewania do druku 3D, ponieważ zostały zoptymalizowane dla określonych trasach,np przetwarzania kucia---welding i odlewania. Ze względuna szybkie i wielokrotnym cyklom termicznym procesu AMnowych kompozycji, które korzystają z tych parametrów procesu, mogą być zaprojektowane za pomocą obliczeń danychnprocess kompozycji \-driven podejście do dostosowanego mikrostruktury i właściwości AM rates3 chłodzenia. Nowe gatunkinadstopów zoptymalizowane do drukowania 3D, a mającena celu złagodzenie wad metalurgicznych, takich jak porowatość i cracking10 krytycznego wysokiego \\ elementyntemperature zatem są kluczem do udanego handlowejUP

\\.