3D الطباعة يمكن أن تسمح للتصنيع الفعال للهياكل المنصوص عليها من الصعب إدراكها تقليديا دون نفايات، مثل هندسة جوفاء من مكونات الطيران النيكل-Based Superalloy. لاستغلال هذه الطريقة بالكامل، يجب أن نتحرك نحو السبائك والعمليات الجديدة.
superalloy manufacturing \\ تعتبر NSuperAlleoys، وهي عائلة من المزيج المعدني على أساس النيكل أو الكوبالت أو الحديد، مقاومة لتشوه درجة الحرارة العالية والتآكل والأكسدة، خاصة عند التشغيل في درجة حرارة مرتفعة بالقرب من نقطة انصهارها. تم تطويرها لأول مرة عن مكونات التوربينات الغازية في محركات Turbojet، وتستخدم الآن على نطاق واسع لتطبيقات درجات الحرارة العالية في الصناعات الفضائية وتوليد الطاقة. لتحقيق هذه الخصائص ذات درجة الحرارة المرتفعة (كلا الميكانيكية والكيميائية)، فإن التحكم المجهري أمر بالغ الأهمية ويتم تمكينه بواسطة مزيج من إضافات عنصر السبائك المحددة وعمليات التصنيع الدقيق.
nickel-Based SuperAlloys، عائلة SuperAlloy الأقدم والأفضل-develed Superalloy، تعتمد على multricure twophase تتكون من مرحلة التعزيز-ن ن نتشير (NI، CO) 3 (al، Ti، TA) يرسب (من بلورات L12 ) يسمى γ '-grown في مصفوفة من cr-enrichedni. قد تضاف أيضا عناصر السبائك الأخرى مثل الحراريات (RE، MO، W) أو المعادن (B، C). بناء على كيمياءهم، فإن هذه السبائك هي بعض من أكثر الإنسانية تعقيدا صممت. أثناء المعالجة التقليدية، تحدث هذه الهطول الحاسم عبر تفاعل Diffusion-controlled أثناء التبريد في نطاق درجة الحرارة 1000-750 درجة مئوية.
manufacturery تقليديا \"أخيل\" لم يتم تحقيق خصائص مكانة ميكانيكية صوتية SuperAlloy Superalloy----~winded اليوم، ما زلنا نستخدم عمليات الصب الاستثمارية الدقيقة التي تعود إلى العصور القديمة الكلاسيكية. على سبيل المثال، لإنتاج شفرة توربينات محرك جيت، هناك حاجة إلى كل من نموذج الشمع والنسخة المتماثلةbased السيليكا من قنوات التبريد لإنشاء قالب سيراميك لكل مكون ينتج، حيث يلقي كيلوغرام من المعدن المنصهر تحت فراغ. يستغرق التبريد للظروف المحيطة عدة ساعات، ومن المستحيل قمع هطول الأمطار المترسب أثناء التبريد؛ علاوة على ذلك، فإن المعالجة الحرارية اللاحقة الحذرين للغاية لعدة ساعات في-1300 درجة مئوية هي الحاجة إلى---just أسفل درجة حرارة الذوبان/
to تقليل الفصل الكيميائي الدقيق من مسار الصب. أخيرا، يلزم بالقطع لتشكيل هندسة شفرة التوربينات المعقدة النهائية. تتضمن عملية الصب الاستثمارية العديد من الضوابط الكيميائية والعملية مع النفايات الكيميائيةscrappage الهامة الناتجة أثناء الصب والقطع اللاحق للأجزاء التوربينية: حوالي 10٪ فقط من SuperAlloy ينتهي بصفتها السلع الأساسية 2.
3d الطباعة كقاعدة معالجة جديدة للطباعة 3D SuperAlleoys-------\\ am)، بدلا من الصب الاستثمار يسمح للمعالجة بالحدوث بشكل مختلف بشكل مختلف، مع انخفاض خطوات التصنيع والحد الأدنى من النفايات المعالجة. الليزر-Based ذوبان وتوحيد المسحوق الصلب من عدد قليل من عشرات من ميكرون القطر، الطبقة-lyer/layer، تحت المدخلات المباشرة من نظام الكمبيوتر-aided (CAD)، ويمينا Asof
yet حرية التصميم غير المستغلة : هياكل مجوفة، هياكل الرغوةlikebased-based، مع استخدام أكثر فعالية للمواد في مادة مضافة بدلا من طريقة شبه جذعية. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية AM، مع ذوبانها وإعادة استخدامها لحجم المسحوق الناعم في ميكرون طول الحجم والوقت، يؤدي إلى معدلات تبريد عالية تبلغ 103-106 درجة مئوية استجابة معدنية مختلفة للغاية للمعادن 3. تؤدي التصلب إلى الخلايا الخلوية جيدة جدا بدلا من المجهرية الدينية 4، مما يزيل فعليا الفصل الدراسي الموجود في المعالجة التقليدية، وإزالة الحاجة لخطوة المبيانة الكيميائية. يتم قمع هطول الأمطار في معدل التبريد الشديد، مما يسمح لهطول الأمطار النانوscale مصممة خلال المعالجة الحرارية اللاحقة لتحسين العقارات 5. يمكن تحسين مرحلة الأمطار من خلال تصميم بروتوكولات جديدة للمعالجة الحرارية للحصول على المجهريات المرغوبة المرتبطة بالقوة العالية في AM SuperAlloys6.-----
في superalloys للهياكل المجوفة المعقدة مثل Aerojet Turbine Blades لا يزال غير واضح. من أجل الاستفادة بنجاح من تقنيات AM في Superalloys، نحتاج إلى تحسين فهم علم العملية؛ العديد من جوانبها غامضة لأن أساسيات AM تنطوي على ظواهر جسدية ومواد كيميائية متعددة عبر الطول والوقت الزمني (انظر الشكل 1). على سبيل المثال، عندما يتلامس الليزر مع مسحوق المعادن، كل ما هو ممكن أربع حالات المسألةsolid، سائل، بخار الغاز والبلازم---ITract7، وعدد قليل جدا من أي نماذج-based في الفيزياء موجودة لمعالجة هذا التعقيد. بالإضافة إلى ذلك، تحث طبيعة الدورات الحرارية السريعة والمتكررة تدرجات حرارية مكثفة، وبالتالي الحالات الكيميائية والهيكلية والميكانيكية غير المنقولة، مما يؤدي إلى عيوب المعادن 8 التي تعرض الخصائص (N