Коммерциялык эмес уюмдар, жалпыга маалымдоо каражаттары жана коомчулук MIT басма сөз кызматынын веб-сайтынан Creative Commons Attribution коммерциялык эмес, туунду эмес лицензиясынын алкагында сүрөттөрдү жүктөй алышат.Берилген сүрөттөрдү өзгөртпөшүңүз керек, аларды туура өлчөмдө гана кесиңиз.Сүрөттөрдү көчүрүү учурунда кредиттер колдонулушу керек;Төмөндө белгиленбесе, сүрөттөр үчүн "MIT" кредити.
MITде иштелип чыккан жаңы жылуулук иштетүү 3D басып чыгарылган металлдардын микроструктурасын өзгөртүп, материалды күчтүүрөөк жана экстремалдык жылуулук шарттарына туруктуураак кылат.Бул технология электр энергиясын өндүргөн газ турбиналары жана реактивдүү кыймылдаткычтары үчүн жогорку өндүрүмдүүлүктөгү бычактарды жана канаттарды 3D басып чыгарууга мүмкүндүк берип, күйүүчү майдын сарпталышын жана энергиянын үнөмдүүлүгүн азайтуу үчүн жаңы конструкцияларды түзүүгө мүмкүндүк берет.
Бүгүнкү күндөгү газ турбиналык бычактары эриген металл татаал формаларга куюлуп, багыттуу түрдө бекемделген салттуу куюу процессин колдонуу менен жасалат.Бул компоненттер планетадагы эң ысыкка чыдамдуу металл эритмелеринен жасалган, анткени алар өтө ысык газдарда жогорку ылдамдыкта айланууга, электр станцияларында электр энергиясын иштеп чыгууга жана реактивдүү кыймылдаткычтарды тартууга багытталган.
3D басып чыгарууну колдонуу менен турбиналардын пластинкаларын өндүрүүгө кызыгуу өсүүдө, бул экологиялык жана экономикалык пайдалардан тышкары, өндүрүүчүлөргө татаал жана энергияны үнөмдөөчү геометриялык пычактарды тез арада чыгарууга мүмкүндүк берет.Бирок 3D басып чыгаруучу турбиналык бычактарды жасоо аракеттери азырынча бир чоң тоскоолдукту жеңе элек: сойлоо.
Металлургияда сойлоо деп металлдын туруктуу механикалык күч жана жогорку температурада кайтарылгыс деформацияга тенденциясы түшүнүлөт.Окумуштуулар турбиналык бычактарды басып чыгаруу мүмкүнчүлүгүн изилдеп жатышканда, басып чыгаруу процесси ондогон микрометрден жүздөгөн микрометрге чейинки майда бүртүкчөлөрдү чыгараарын аныкташкан — бул микроструктура, өзгөчө сойлоп кетүүгө жакын.
"Иш жүзүндө, бул газ турбинасы кыскараак же азыраак үнөмдүү болот дегенди билдирет" деди Захари Кордеро, MITдин аэрокосмос боюнча Boeing профессору."Бул кымбат баалуу жаман натыйжалар."
Кордеро жана кесиптештери басып чыгарылган материалдын майда бүртүкчөлөрүн чоңураак “мамычалуу” бүртүкчөлөргө айландырган кошумча жылуулук иштетүү кадамын кошуу менен 3D басып чыгарылган эритмелердин структурасын жакшыртуунун жолун табышты – материалдын сойлоо потенциалын минималдаштырган күчтүү микроструктура.материалдык, анткени "мамычалар" максималдуу стресс огуна дал келет.Изилдөөчүлөрдүн айтымында, Additive Manufacturing компаниясында бүгүнкү күндө айтылган ыкма газ турбиналык бычактарды өнөр жайлык 3D басып чыгарууга жол ачат.
"Жакынкы келечекте биз газ турбинасын өндүрүүчүлөр ири өлчөмдөгү кошумчаларды чыгаруучу заводдордо алардын бычактарын басып чыгарып, андан кийин биздин жылуулук менен дарылоону колдонуу менен аларды кайра иштетүүнү күтөбүз" деди Кордеро."3D басып чыгаруу турбиналардын жылуулук эффективдүүлүгүн жогорулата турган муздаткычтын жаңы архитектурасына мүмкүнчүлүк берет, бул аларга күйүүчү майды азыраак күйгүзүп, акыры көмүр кычкыл газын азыраак бөлүп чыгаруу менен бирдей көлөмдөгү кубаттуулукту өндүрүүгө мүмкүндүк берет."
Кордеронун изилдөөсү Массачусетс технологиялык институтунун башкы авторлору Доминик Пичи, Кристофер Картер жана Андрес Гарсиа-Хименес, Урбана-Шампейндеги Иллинойс университетинен Анурахапрадха Мукундан жана Мари-Агата Шарпан жана Донован Леонард менен биргелешип жазган. Ридж улуттук лабораториясы.
Команданын жаңы ыкмасы багыттуу кайра кристаллдаштыруунун бир түрү, материалды ысык зонада так башкарылган ылдамдыкта жылдыруу, материалдын көптөгөн микроскопиялык бүртүкчөлөрүн чоңураак, күчтүүрөөк, бирдей кристаллдарга бириктирүү.
Багыттуу кайра кристаллдашуу 80 жыл мурун ойлоп табылган жана деформациялануучу материалдарга колдонулган.Өзүнүн жаңы изилдөөсүндө MIT командасы 3D басып чыгарылган супер эритмелерге багытталган рекристаллизацияны колдонду.
Команда бул ыкманы 3D басып чыгарылган никель негизиндеги супер эритмелерде, адатта куюлган жана газ турбиналарында колдонулган металлдарда сынап көрдү.Бир катар эксперименттерде изилдөөчүлөр таяк сымал супер эритмелердин 3D басып чыгарылган үлгүлөрүн индукциялык катушканын астына бөлмө температурасындагы суу мончосуна коюшту.Алар ар бир таякчаны акырындап суудан чыгарып, ар түрдүү ылдамдыкта спиралдан өткөрүп, 1200 градустан 1245 градуска чейинки температурага чейин таякчаларды олуттуу ысытышты.
Алар таякчаны белгилүү бир ылдамдыкта (саатына 2,5 миллиметр) жана белгилүү бир температурада (1235 градус Цельсий) тартуу басма сөз каражаттарынын майда бүртүкчөлүү микроструктурасында өтүүнү пайда кылган тик температура градиентин түзөрүн аныкташкан.
"Материал сынган спагетти сыяктуу дислокация деп аталган кемчиликтери бар майда бөлүкчөлөрдөн башталат", - деп түшүндүрдү Кордеро.«Материалды ысытканда, бул кемчиликтер жоголуп, кайра курулат жана дан өсөт.кемчиликтүү материалды жана майда дандарды сиңирип алуу менен дандарды түзөт — бул процесс кайра кристаллдашуу деп аталат».
Жылуулук менен иштетилген таякчаларды муздаткандан кийин, изилдөөчүлөр оптикалык жана электрондук микроскоптордун жардамы менен алардын микроструктурасын карап чыгышты жана материалдын басылган микроскопиялык бүртүкчөлөрү "мамычалуу" бүртүкчөлөр менен алмаштырылганын, же оригиналдан бир топ чоңураак узун, кристалл сымал аймактарды аныкташкан. дан..
"Биз толугу менен реструктуризацияланганбыз" деди башкы автор Доминик Пич."Биз көп сандагы мамычалык бүртүкчөлөрдү түзүү үчүн дандын өлчөмүн бир нече иретке көбөйтө аларыбызды көрсөтүп жатабыз, бул теориялык жактан сойлоо касиеттеринин олуттуу жакшырышына алып келиши керек."
Команда ошондой эле материалдын өсүп жаткан бүртүкчөлөрүн жакшылап тууралоо үчүн таякча үлгүлөрүнүн тартылуу ылдамдыгын жана температурасын көзөмөлдөй аларын көрсөттү, өзгөчө дан өлчөмү жана ориентациясынын аймактарын түздү.Мындай башкаруу деңгээли өндүрүүчүлөргө конкреттүү иштөө шарттарына ылайыкташтырылган сайттын микроструктуралары менен турбиналык бычактарды басып чыгарууга мүмкүндүк берет, дейт Кордеро.
Кордеро 3D басып чыгаруучу тетиктердин термикалык иштетилишин турбинанын канаттарына жакыныраак сынап көрүүнү пландаштырууда.Команда ошондой эле чыңалуу күчүн тездетүү жолдорун издеп, ошондой эле жылуулук менен иштетилген конструкциялардын сойлоп кетүүгө туруштук берүүсүн сынап жатат.Андан кийин алар жылуулук менен дарылоо 3D басып чыгарууну практикалык колдонууга мүмкүнчүлүк бере алат деп ойлошот, андан да татаал формалар жана үлгүлөр менен өнөр жайлык турбинанын пычактарын өндүрүү.
Кордеро: "Жаңы бычактар жана бычак геометриясы жердеги газ турбиналарды жана акырында учак кыймылдаткычтарын энергияны үнөмдүү кылат" деди."Базалык көз караштан алганда, бул түзмөктөрдүн натыйжалуулугун жогорулатуу аркылуу CO2 эмиссиясын азайтышы мүмкүн."
Посттун убактысы: Ноябр-15-2022
