3D สามารถอนุญาตให้การผลิตโครงสร้างที่ซับซ้อนที่มีประสิทธิภาพยากที่จะตระหนักถึงตามอัตภาพโดยไม่มีขยะเช่นรูปทรงหลักกลวงของนิกเกิล-Based Superalloy Aeronautic Components ในการใช้ประโยชน์จากวิธีนี้อย่างเต็มที่เราต้องย้ายไปสู่โลหะผสมและกระบวนการใหม่

    conventional superalloy ผลิต

superalloys, ครอบครัวของมิกซ์โลหะที่อยู่บนพื้นฐานของนิกเกิลโคบอลต์หรือเหล็กมีความทนทานต่อการเสียรูปที่อุณหภูมิสูงการกัดกร่อนและการเกิดออกซิเดชันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อทำงานที่อุณหภูมิสูงใกล้กับจุดหลอมเหลว พวกเขาได้รับการพัฒนาครั้งแรกสำหรับส่วนประกอบของกังหันก๊าซในเครื่องยนต์ Turbojet และตอนนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการผลิตกระแสไฟฟ้า เพื่อให้บรรลุคุณสมบัติที่มีอุณหภูมิสูงเหล่านี้ (ทั้งเครื่องกลและเคมี) การควบคุมโครงสร้างจุลภาคมีความสำคัญและเปิดใช้งานโดยการรวมกันของการเพิ่มองค์ประกอบการผสมผสานที่เฉพาะเจาะจงและกระบวนการผลิตอย่างระมัดระวัง

-nickel-based superalloys ครอบครัวที่เร็วที่สุดและดีที่สุดdeveloped superalloy พึ่งพาโครงสร้างจุลภาค twophase ซึ่งประกอบด้วยการเพิ่มความเข้มแข็ง--กระจายของ (ni, co) 3 (al, ti, ta) ตกตะกอน (จาก L12 crystallography ) เรียกว่าγ '--grown ในเมทริกซ์ของ CRenriched Ni องค์ประกอบการผสมอื่น ๆ เช่น refractories (RE, MO, W) หรือ Metalloids (B, C) อาจถูกเพิ่ม อิงจากเคมีของพวกเขาโลหะผสมเหล่านี้เป็นมนุษยชาติที่ซับซ้อนที่สุดได้รับการออกแบบ ในระหว่างการประมวลผลแบบดั้งเดิมการตกตะกอนที่สำคัญนี้เกิดขึ้นผ่านปฏิกิริยา

----manufacturing เป็นแบบดั้งเดิม 'Achilles' ส้นเท้า 'ของการใช้งาน Superalloy~--คุณสมบัติเชิงกลเสียงที่มีโครงสร้างไม่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้การผลิตที่ใช้เวลานานและการลบที่มีราคาแพงผ่านการตัดเฉือนของการหล่อ วันนี้เรายังคงใช้กระบวนการหล่อการลงทุนที่มีความแม่นยำซึ่งจะกลับไปสู่ยุคคลาสสิก ตัวอย่างเช่นในการผลิตใบกังหันเครื่องยนต์เจ็ททั้งแบบหุ่นขี้ผึ้งและซิลิกา \\ replicabased ของช่องระบายความร้อนจำเป็นต้องสร้างแม่พิมพ์เซรามิกสำหรับทุกองค์ประกอบที่ผลิตเป็นกิโลกรัมของโลหะหลอมเหลวถูกหล่อภายใต้สูญญากาศ การระบายความร้อนไปยังสภาพแวดล้อมใช้เวลาหลายชั่วโมงและเป็นไปไม่ได้ที่จะระงับการตกตะกอนของγ 'ตกตะกอนในระหว่างการระบายความร้อน ยิ่งไปกว่านั้นระมัดระวังการรักษาความร้อนในภายหลังของหลายชั่วโมงที่-1300 ° C เป็นสิ่งจำเป็น-/ต่ำกว่าอุณหภูมิการหลอมเหลว

 เพื่อลดการแยก Dendritic เคมีจากเส้นทางการหล่อ ในที่สุดการตัดเฉือนจะต้องมีการกำหนดรูปทรงเรขาคณิตใบมีดกังหันที่ซับซ้อนขั้นสุดท้าย กระบวนการหล่อการลงทุนเกี่ยวข้องกับการควบคุมสารเคมีและกระบวนการหลายอย่างที่มีขยะscrappage ที่สร้างขึ้นในระหว่างการหล่อและการตัดเฉือนของชิ้นส่วนกังหัน: เพียงประมาณ 10% ของ Superalloy สิ้นสุดลงเป็นสินค้าสำเร็จรูป 2.

---------3d การพิมพ์เป็นอเวนิวการประมวลผลใหม่สำหรับ Superalloys/-

using 3D พิมพ์ 3 มิติหรือสารเติมแต่ง (AM) แทนที่จะเป็นการหล่อการลงทุนช่วยให้การประมวลผลเกิดขึ้นแตกต่างกันอย่างรุนแรงด้วย ลดขั้นตอนการผลิตและขยะประมวลผลขั้นต่ำ เลเซอร์based การละลายและการรวมผงแข็งของไมครอนขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางสองสามสิบล้านเส้นผ่าศูนย์กลางชั้น-BYLAYER ภายใต้การป้อนข้อมูลโดยตรงจากระบบคอมพิวเตอร์-aided (CAD) ให้สอดคล้องกับ-OFyet Freedom of Design : โครงสร้างกลวงโฟม-เช่นกันหรือขัดแตะสถาปัตยกรรมที่มีการใช้วัสดุที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในสารเติมแต่งเมื่อเทียบกับวิธีการลบ นอกจากนี้กระบวนการ AM ด้วยการละลายและ re-melting ของขนาดผงละเอียดในความยาวของไมครอนและระดับเวลานำไปสู่อัตราการระบายความร้อนสูง 103-106 ° C-S และการตอบสนองทางโลหะที่แตกต่างกันมากสำหรับการประมวลผล 3 การแข็งตัวก่อให้เกิดเซลล์ที่ดีมากแทนที่จะเป็นจุลภาคของ Dendritic ซึ่งจะช่วยลดการแยก DENDRITIC ที่พบในการประมวลผลทั่วไปการลบความต้องการขั้นตอนการเกิดเนื้อเดียวกันของสารเคมี การตกตะกอนของγ 'ยังถูกระงับโดยอัตราการระบายความร้อนที่รุนแรงทำให้เกิดการตกตะกอนนาโนscale ที่จะปรับให้เหมาะกับการรักษาความร้อนที่ตามมาเพื่อรับคุณสมบัติที่ดีขึ้น 5 ขั้นตอนการตกตะกอนสามารถปรับให้เหมาะสมได้จากการออกแบบโปรโตคอลการรักษาความร้อนใหม่เพื่อให้ได้โครงสร้างจุลภาคที่ต้องการที่เกี่ยวข้องกับความแข็งแรงสูงใน AM Superalloys6

อย่างไรก็ตามแอปพลิเคชั่นที่แพร่หลายของฉันใน Superalloys สำหรับโครงสร้างกลวงที่ซับซ้อนเช่น Aerojet Turbine Blades ยังไม่ตรงไปตรงมา เพื่อให้ประสบความสำเร็จในการใช้ประโยชน์จากเทคนิค Superalloys เราต้องการความเข้าใจที่ดีขึ้นของวิทยาศาสตร์ของกระบวนการ หลายแง่มุมของมันไม่ชัดเจนเพราะพื้นฐานของฉันเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางกายภาพและทางเคมีหลายตัวในระดับความยาวและเวลา (ดูรูปที่ 1) ตัวอย่างเช่นเมื่อเลเซอร์สัมผัสกับผงโลหะทั้งหมดที่เป็นไปได้สี่สถานะของสสาร--solid, ของเหลว, ไอก๊าซและ plasm--interact7 และน้อยมากถ้ามีฟิสิกส์based รุ่นใด ๆ เพื่อแก้ไขความซับซ้อนนี้ นอกจากนี้ลักษณะของรอบการระบายความร้อนที่รวดเร็วและซ้ำ ๆ ทำให้เกิดการไล่ระดับความร้อนที่เข้มข้นและเป็นสารเคมีโครงสร้างโครงสร้างและเครื่องกลที่สามารถแพร่กระจายได้รับการกระตุ้นความผิดทางโลหะที่ 8 ซึ่งเป็นอันตรายต่อคุณสมบัติ 9.

อพยพจากการหล่อการลงทุนไปยังการพิมพ์ 3 มิติเนื่องจากได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับเส้นทางการประมวลผลที่เฉพาะเจาะจงเช่น การปลอม