Ny fikambanana tsy mitady tombony, ny haino aman-jery ary ny vahoaka dia afaka misintona sary avy amin'ny tranokalan'ny MIT Press Office eo ambanin'ny lisansa Creative Commons Attribution non-commercial, non-derivative.Tsy tokony hanova ny sary nomena ianao, fa tapaho araka ny habeny marina.Tsy maintsy ampiasaina ny crédit rehefa mandika sary;Fanomezana "MIT" ho an'ny sary raha tsy voalaza etsy ambany.
Ny fitsaboana hafanana vaovao novolavolaina tao amin'ny MIT dia manova ny microstructure amin'ny metaly vita pirinty 3D, izay mahatonga ny fitaovana ho matanjaka kokoa sy mahatohitra ny toetry ny hafanana tafahoatra.Ity teknôlôjia ity dia ahafahan'ny fanontam-pirinty 3D amin'ny lelany sy vane mahomby ho an'ny turbine entona sy motera jet izay mamokatra herinaratra, ahafahan'ny famolavolana vaovao hampihenana ny fanjifana solika sy ny fahombiazan'ny angovo.
Ny lelan'ny turbine entona amin'izao fotoana izao dia vita amin'ny fomba fanariana nentim-paharazana izay arotsaka amin'ny endrika saro-takarina ny metaly voarendrika ary mivaingana amin'ny lalana.Ireo singa ireo dia vita avy amin'ny sasany amin'ireo metaly mahatohitra hafanana indrindra eto an-tany, satria izy ireo dia natao hanodina amin'ny hafainganam-pandeha avo amin'ny entona mafana be, maka asa mba hamokarana herinaratra ao amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra ary manome tosika ho an'ny motera fiaramanidina.
Mihamitombo ny fahalianana amin'ny famokarana lelan'ny turbine amin'ny alàlan'ny fanontam-pirinty 3D, izay, ankoatra ny tombontsoa ara-tontolo iainana sy ara-toekarena, dia mamela ny mpanamboatra hamokatra haingana ny lelany miaraka amin'ny geometries sarotra sy mahomby kokoa.Saingy mbola tsy naharesy sakana lehibe iray ny ezaka natao tamin'ny fanontam-pirinty 3D turbine: creep.
Ao amin'ny metallurgy, ny creep dia raisina ho toy ny fironan'ny metaly iray hiova tsy mety miova amin'ny alàlan'ny adin-tsaina mekanika tsy tapaka sy ny mari-pana ambony.Raha teo am-pikarohana ny mety hisian'ny fanontam-pirinty turbine ny mpikaroka, dia hitan'izy ireo fa mamokatra voa madinika tsara tarehy manomboka amin'ny folo ka hatramin'ny mikrometatra an-jatony ny dingan'ny fanontam-pirinty.
"Amin'ny fampiharana, midika izany fa ny turbine entona dia hanana fiainana fohy kokoa na tsy dia ara-toekarena," hoy i Zachary Cordero, mpampianatra Boeing momba ny aerospace ao amin'ny MIT."Vokatra ratsy lafo vidy ireny."
Cordero sy ny mpiara-miasa dia nahita fomba hanatsarana ny firafitry ny firaka 3D vita pirinty tamin'ny alalan'ny fampidirana dingana hafa fitsaboana hafanana izay mamadika ny voa madinika amin'ny akora vita pirinty ho lehibe kokoa "columnar" voamadinika - matanjaka kokoa microstructure izay manamaivana ny mety ho mandady fitaovana.fitaovana satria ny "andry" dia mifanaraka amin'ny axis ny adin-tsaina ambony indrindra.Ny fomba fiasa voalaza androany ao amin'ny Additive Manufacturing dia manome lalana ho an'ny fanontam-pirinty 3D indostrialy amin'ny lelan'ny turbine entona, hoy ny mpikaroka.
"Amin'ny hoavy tsy ho ela, manantena izahay fa ny mpanamboatra turbine entona dia manonta ny lelany amin'ny orinasa mpamokatra additive midadasika ary avy eo manodina azy ireo amin'ny fampiasana ny hafanana," hoy i Cordero."Ny fanontam-pirinty 3D dia ahafahan'ny maritrano mangatsiaka vaovao izay afaka mampitombo ny fahombiazan'ny hafanana amin'ny turbine, mamela azy ireo hamokatra hery mitovy nefa mandoro solika kely ary amin'ny farany dia mamoaka gazy karbonika kely kokoa."
Ny fandalinan'i Cordero dia niara-nanoratra ny mpanoratra mpitarika Dominic Pichi, Christopher Carter, ary Andres Garcia-Jiménez ao amin'ny Massachusetts Institute of Technology, Anugrahapradha Mukundan sy Marie-Agatha Sharpan ao amin'ny University of Illinois ao Urbana-Champaign, ary Donovan Leonard of the Oak Ridge National Laboratory.
Ny fomba vaovaon'ny ekipa dia endriky ny famerenana amin'ny laoniny, fitsaboana hafanana izay mamindra ny fitaovana amin'ny faritra mafana amin'ny tahan'ny voafehy tsara, mampifangaro ny voa madinika indrindra amin'ny akora ho kristaly lehibe kokoa, matanjaka kokoa ary mitovitovy kokoa.
Noforonina 80 taona mahery lasa izay ny recrystallization tari-dalana ary nampiharina tamin'ny fitaovana azo simbaina.Ao amin'ny fandalinan'izy ireo vaovao, nisy ekipa MIT nampihatra ny fanavaozana mivantana amin'ny superalloys vita pirinty 3D.
Ny ekipa dia nanandrana ity fomba ity tamin'ny superalloys vita pirinty 3D mifototra amin'ny nikela, metaly mahazatra ary ampiasaina amin'ny turbine entona.Tao anatin'ny andiana andrana, ireo mpikaroka dia nametraka santionany 3D vita pirinty amin'ny superalloys toy ny tsorakazo ao anaty fandroana rano mafana amin'ny efitrano eo ambanin'ny coil induction.Nosintonin'izy ireo tsimoramora ny tsorakazo tsirairay avy tao anaty rano ary nampita izany tamin'ny alalan'ny coil tamin'ny hafainganana hafainganana, nanafana be ireo tsorakazo tamin'ny mari-pana 1200 hatramin'ny 1245 degre Celsius.
Hitan'izy ireo fa ny fisintonana ny tsorakazo amin'ny hafainganam-pandeha (2,5 milimetatra isan'ora) sy amin'ny mari-pana sasany (1235 degre Celsius) dia miteraka gradient mari-pana izay miteraka fiovana ao amin'ny rafitra bitika madinika amin'ny haino aman-jery printy.
"Ny fitaovana dia manomboka amin'ny ampahany kely misy kilema antsoina hoe dislocations, toy ny spaghetti tapaka," hoy i Cordero nanazava.“Rehefa hafanainao ilay fitaovana, dia hanjavona sy haorina indray ireo kilema ireo, ary mety hitombo ny voa.voamaina amin’ny alalan’ny fisintonana akora misy tsininy sy voa madinika kokoa — dingana iray antsoina hoe recrystallization.”
Taorian'ny fampangatsiahana ireo tsorakazo tsaboina amin'ny hafanana, dia nandinika ny firafitry ny bitika ny mpikaroka tamin'ny alalan'ny mikraoskaopy optika sy elektrôna ary hita fa nosoloina voam-bary “columnar” na faritra mitovitovy amin'ny krystaly izay lehibe kokoa noho ny tany am-boalohany ny voamaina mikraoskaopy amin'ny akora. voamaina..
"Namboarina tanteraka izahay," hoy ny mpanoratra mpitarika Dominic Peach."Asehonay fa afaka mampitombo ny haben'ny voa izahay amin'ny alàlan'ny halehiben'ny halehibeny mba hamoronana voamaina maromaro, izay tokony hitarika amin'ny fanatsarana lehibe amin'ny fananana creep."
Nasehon'ny ekipa ihany koa fa afaka mifehy ny tahan'ny fisintonana sy ny mari-pana amin'ny santionan'ny tsorakazo izy ireo mba hanamafisana ny fitomboan'ny voa avy amin'ny akora, mamorona faritra misy haben'ny voam-bary manokana sy ny fironany.Ity haavon'ny fanaraha-maso ity dia ahafahan'ny mpanamboatra manonta ny lelan'ny turbine miaraka amin'ny microstructures manokana amin'ny tranokala izay azo ampifanarahana amin'ny fepetra fiasana manokana, hoy i Cordero.
Cordero dia mikasa ny hitsapa ny fitsaboana hafanana amin'ny ampahany vita pirinty 3D akaiky kokoa ny lelan'ny turbine.Ny ekipa ihany koa dia mikaroka fomba hanafainganana ny tanjaky ny tensile ary koa ny fitsapana ny fanoherana ny fikorontanan'ny rafitra tsaboina amin'ny hafanana.Avy eo izy ireo dia manombatombana fa ny fitsaboana hafanana dia ahafahan'ny fampiharana azo ampiharina amin'ny fanontam-pirinty 3D hamokatra lelan'ny turbine indostrialy manana endrika sy lamina sarotra kokoa.
"Ny lelany vaovao sy ny jeometrika amin'ny lelany dia hahatonga ny turbine entona mifototra amin'ny tany ary, amin'ny farany, ny motera fiaramanidina mahomby kokoa," hoy i Cordero."Amin'ny fomba fijery fototra dia mety hampihena ny famoahana CO2 izany amin'ny fanatsarana ny fahombiazan'ireo fitaovana ireo."
Fotoana fandefasana: Nov-15-2022
