Organisasi nirlaba, média, sareng masarakat tiasa ngaunduh gambar tina situs wéb MIT Press Office handapeun lisénsi Creative Commons Attribution non-komersial, non-turunan.Anjeun teu kedah ngarobih gambar anu disayogikeun, ngan ukur motong kana ukuran anu leres.Kiridit kedah dianggo nalika nyalin gambar;Kiridit "MIT" kanggo gambar kecuali dicatet di handap.
Perlakuan panas anyar anu dikembangkeun di MIT ngarobih mikrostruktur logam anu dicitak 3D, ngajantenkeun bahanna langkung kuat sareng langkung tahan kana kaayaan termal anu ekstrim.Téknologi ieu tiasa ngaktifkeun nyitak 3D tina wilah sareng baling-baling berprestasi tinggi pikeun turbin gas sareng mesin jet anu ngahasilkeun listrik, ngamungkinkeun desain énggal ngirangan konsumsi bahan bakar sareng efisiensi énergi.
Wilah turbin gas dinten ieu dijieun maké prosés casting tradisional nu logam lebur dituang kana wangun kompléks jeung directionally solidified.Komponén ieu dijieun tina sababaraha alloy logam paling tahan panas pangeusina, sabab dirancang pikeun spin di speeds tinggi dina gas panas pisan, extracting gawé pikeun ngahasilkeun listrik dina pembangkit listrik sarta nyadiakeun dorongan pikeun mesin jet.
Aya minat tumuwuh dina produksi wilah turbin ngagunakeun percetakan 3D, nu, sajaba mangpaat lingkungan jeung ékonomi, ngamungkinkeun pabrik pikeun gancang ngahasilkeun wilah jeung geometries leuwih kompleks jeung énergi-hemat.Tapi usaha pikeun wilah turbin print 3D tacan nungkulan hiji halangan badag: creep.
Dina metalurgi, creep dipikaharti salaku kacenderungan logam pikeun deformasi irreversibly dina stress mékanis konstanta sarta suhu luhur.Nalika para panalungtik ngajalajah kamungkinan nyitak bilah turbin, aranjeunna mendakan yén prosés nyitak ngahasilkeun séréal rupa-rupa ukuran tina puluhan dugi ka ratusan mikrométer - struktur mikro anu rawan ngarayap.
"Dina prakna, ieu ngandung harti yén turbin gas bakal boga hirup pondok atawa jadi kirang ekonomis," ceuk Zachary Cordero, profesor Boeing of aerospace di MIT."Ieu mangrupikeun hasil anu goréng."
Cordero sareng kolega Anjeun geus manggihan cara pikeun ngaronjatkeun struktur alloy dicitak 3D ku nambahkeun hiji hambalan perlakuan panas tambahan nu ngarobah séréal rupa bahan dicitak kana séréal "columnar" nu leuwih gede - a mikrostruktur kuat nu ngaminimalkeun poténsi creep bahan.bahan sabab "pilar" anu Blok jeung sumbu stress maksimum.Pendekatan anu digariskeun ayeuna di Additive Manufacturing paves jalan pikeun percetakan 3D industri tina wilah turbin gas, ceuk peneliti.
"Dina mangsa nu bakal datang, urang ngaharepkeun pabrik turbin gas pikeun nyitak wilah maranéhanana di pabrik aditif skala badag lajeng pos-prosés aranjeunna ngagunakeun perlakuan panas kami," ceuk Cordero."Percetakan 3D bakal ngaktifkeun arsitéktur cooling anyar anu tiasa ningkatkeun efisiensi termal turbin, ngamungkinkeun aranjeunna ngahasilkeun jumlah kakuatan anu sami bari ngirangan bahan bakar sareng pamustunganana ngaluarkeun karbon dioksida langkung handap."
Ulikan Cordero dikarang ku pangarang utama Dominic Pichi, Christopher Carter, sareng Andres Garcia-Jiménez ti Massachusetts Institute of Technology, Anugrahapradha Mukundan sareng Marie-Agatha Sharpan ti Universitas Illinois di Urbana-Champaign, sareng Donovan Leonard tina Oak. Laboratorium Nasional Ridge.
Métode anyar tim nyaéta wangun recrystallization arah, perlakuan panas nu ngalir bahan ngaliwatan zone panas dina laju persis dikawasa, fusing loba séréal mikroskopis bahan kana badag, kuat, kristal leuwih seragam.
Recrystallization arah ieu nimukeun leuwih 80 taun ka tukang tur dilarapkeun ka bahan deformable.Dina ulikan anyar maranéhanana, hiji tim MIT geus dilarapkeun diarahkeun recrystallization kana 3D dicitak superalloys.
Tim éta nguji métode ieu dina superalloys basis nikel 3D dicitak, logam ilahar tuang sarta dipaké dina turbin gas.Dina runtuyan percobaan, peneliti nempatkeun sampel 3D-dicitak tina superalloys rod-kawas dina mandi cai suhu kamar langsung handap coil induksi.Aranjeunna lalaunan ditarik unggal rod kaluar tina caina sarta ngaliwatan coil dina speeds béda, nyata manaskeun rod kana hawa mimitian ti 1200 nepi ka 1245 darajat Celsius.
Aranjeunna kapanggih yén narik rod dina laju nu tangtu (2,5 milimeter per jam) jeung dina suhu nu tangtu (1235 darajat Celsius) nyiptakeun gradién hawa lungkawing nu micu transisi dina mikrostruktur rupa-grained tina média citak.
"Bahan dimimitian kaluar salaku partikel leutik kalawan defects disebut dislocations, kawas spaghetti rusak," Cordero ngajelaskeun."Nalika anjeun memanaskeun bahan, cacad ieu ngaleungit sareng ngawangun deui, sareng séréal tiasa tumbuh.séréal ku nyerep bahan cacad jeung séréal leutik-prosés disebut rekristalisasi.
Saatos cooling rod panas-diperlakukeun, panalungtik nalungtik mikrostruktur maranéhanana ngagunakeun mikroskop optik jeung éléktron sarta kapanggih yén séréal mikroskopis imprinted bahan diganti ku séréal "columnar", atawa panjang, wewengkon kristal-kawas anu leuwih badag batan aslina. bijil..
"Kami parantos dirobih deui," saur panulis pamimpin Dominic Peach."Kami nunjukkeun yén urang tiasa ningkatkeun ukuran sisikian ku sababaraha ordo gedéna pikeun ngabentuk sajumlah ageung séréal columnar, anu sacara téoritis kedah ngakibatkeun paningkatan anu signifikan dina sipat ngarayap."
Tim ogé némbongkeun yén maranéhna bisa ngadalikeun laju tarikan jeung suhu tina sampel rod pikeun fine-Ngepaskeun séréal tumuwuh tina bahan, nyieun wewengkon ukuran sisikian husus sarta orientasi.Tingkat kontrol ieu tiasa ngamungkinkeun pabrik pikeun nyitak bilah turbin kalayan struktur mikro khusus situs anu tiasa disaluyukeun sareng kaayaan operasi khusus, saur Cordero.
Cordero ngarencanakeun pikeun nguji perlakuan panas bagian dicitak 3D ngadeukeutan ka wilah turbin.Tim éta ogé milarian cara pikeun ngagancangkeun kakuatan tegangan ogé nguji résistansi ngarayap tina struktur anu dirawat panas.Aranjeunna teras ngaduga yén perlakuan panas tiasa ngaktifkeun aplikasi praktis percetakan 3D pikeun ngahasilkeun bilah turbin kelas industri kalayan bentuk sareng pola anu langkung kompleks.
"The wilah anyar jeung géométri sabeulah bakal nyieun turbin gas dumasar tanah-na, pamustunganana, mesin pesawat leuwih énergi efisien," ceuk Cordero."Ti sudut pandang dasar, ieu tiasa ngirangan émisi CO2 ku ningkatkeun efisiensi alat ieu."
waktos pos: Nov-15-2022
