Materials och tillverkningsdesign för metall 3D-utskrift

Vi förutsenoggrant föreskriven dator-aided designmodeller tillsammans med modell-based designerlegeringar och optimerade--and variellt varierande--3D-utskriftsstrategier till Uppnå HighValue tillagda komponenter11. Man kan föreställa sig att dessa kommer att skrivas ut lokalt, förutsatt att den 3D-utskriftsinfrastruktur som behövs distribueras (snarare än centraliserade) och ingångsmaterial är tillgängliga.

Utmaningarna är både vetenskapliga och tekniska; Vissa kritiska är markerade i fig. 2. Dessa är bäst adresserade med hjälp av data-Driven-tillvägagångssätt för att ta hänsyn till de komplexa behandlingsparametrarna från metallpulveregenskaper till stor grad av frihet för utskriftsstrategi som respekterar förskotten i datavetenskap, fysik-based modellering, processmodellering och artificiell intelligens12. De mer tekniska aspekterna av AM som utgångspulver och bearbetningsstrategin är avgörande för komponentkonsistensnär det gäller defektmitigering13 och kvalitetssäkring. Medan mindre grundläggande, kommer kommersiellt att implementera AM-processen att kräva multi-scale-processmodellering, förbättrad i-situ övervakning14 och post-fabrication behandlingar, och antagandet av omfattande industristandarder, särskilt eftersom dessa legeringar är konstruerade för användning i uppdrag-kritiska applikationer i Aeronautik- och rymdsektorerna.

---- -med alla dessa i åtanke kräver materialdesignen för SuperAlloy användningen av data från pulverbehandling för att smälta och skriva ut strategier för att postaHeatbehandlingar

all i Namn på medvetet utforma både kompositionen och bearbetningsvägen för att uppnå minimala defekter, minsta avfall och önskvärda mikrostrukturproperties relationer. En sådan

pproach till tillverkning skulle möjliggöra en mer tankeväckande och effektiv metod för att konstruera högperformance strukturella metallkomponenter samtidigt som man respekterar miljöens behov och främjar hållbarhet.---

--

ig. 1 En schematisk illustration av multi

scale, multiphysics fenomen i pulverbed fusion am.

Different fysiska effekter och tillhörande fysik

taken plats under AM inkluderar pulverpartikeldynamik på grund av gasexpansion, termisk

fl

id dynamik fånga fast

liquid

vapour övergångnär

n

interacted med laser, fast tillståndstransformation, såsom utfällning, en gång ommältning och inneboende värmebehandling, och efterföljande fast mekanik för att hantera

--

\\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\nn \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\nfig. 2 viktiga utmaningar inom vetenskap och teknik för digitalt utformad metall 3D-utskrift, After7,13-15. Grundläggande förståelse av bearbetningsvetenskapen innefattar pulverflödesförmåga och pulverformdistribution, interaktion med värmekälla, bildad hierarkisk mikrostruktur, brister som begränsar och bättre kvantifiering av metallurgiska särdrag. Utmaningar på teknikperspektivet innehåller parametrisk optimering av bearbetning, real \\nTime-övervakning, etablering av kvalifikationsstandard, hög genomströmning och tillverkning av skalade \\ NUP-komponenter. Utformningen av superlegeringar för Am måste balansera mellan tillverkningsförmåga, mekanisk integritet, stabilitet och kostnad. \\ N \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n \\n