DED எவ்வாறு உலோகப் பொருள் வளர்ச்சி சுழற்சிகளைக் குறைக்கிறது?

DED எவ்வாறு உலோகப் பொருள் மேம்பாட்டு சுழற்சிகளைக் குறைக்கிறது

விண்வெளி கட்டமைப்பு பயன்பாடுகளுக்காக புதிய அலுமினியம் கலப்பு உலோகத்தை உருவாக்கும் ஒரு ஆராய்ச்சிக் குழுவிற்கு 18 கூட்டு அமைப்பு மாறுபாடுகளை மதிப்பீடு செய்ய வேண்டியிருந்தது — ஒவ்வொன்றும் ஒட்டு உருக்கு வில்லைகள், இழுத்தல், வெப்ப சிகிச்சை, சோதனை மாதிரிகளாக இயந்திரத்தில் செய்தல் மற்றும் இயற்பியல் சோதனைகளை தேவைப்படுத்தியது. பாரம்பரிய அணுகுமுறையில் இது 14-18 மாதங்களை எடுத்திருக்கும். பயன்படுத்தி டெட் (திசை செய்த ஆற்றல் வீழ்ச்சி) கம்பியை உள்ளீடாகக் கொண்டு, CAM-க்கு ஏற்ற பாதை திட்டமிடல் மென்பொருளைப் பயன்படுத்தி, அணியினர் 18 வகைகளுக்கும் சோதனை கூப்பன்களை எட்டு வாரங்களில் அச்சிட்டனர். இந்த மென்பொருள் ஒவ்வொரு கலவைக்கும் சிறந்த வீழ்ச்சி பாதைகளைத் தானாகவே உருவாக்கியது, மேலும் ஒவ்வொரு வகையின் குறிப்பிட்ட உருகும் பண்புகளுக்கு ஏற்றவாறு அளவுகளை தன்னியக்கமாக திருத்தியது. வேகமாகச் செயல்படும் வேட்பாளர்கள் முழுமையான தகுதியை பாரம்பரிய கால அட்டவணையை விட ஆறு மாதங்களுக்கு முன்பே பெற்றன.

டெட் இது உலோக கலவை வளர்ச்சியை வரலாற்றில் மெதுவாகவும், செலவு அதிகமாகவும், முன்னோக்கிய அணுகுமுறையின்றியும் ஆக்கிய கருவிகள் தடையை நீக்குகிறது — ஒவ்வொரு கலவையையும் சோதிப்பது மிகவும் செலவு அதிகமாகவும், நேரம் அதிகமாகவும் இருப்பதால், அமைப்புகள் குறைந்த எண்ணிக்கையிலான கலவைகளையே சோதிக்கின்றன.

பாரம்பரிய பொருள் வளர்ச்சியின் தடை

கட்டமைப்பு பயன்பாடுகளுக்காக புதிய உலோகக் கலவையை உருவாக்குவது பொருளாதாரத் துறை தசாப்தங்களாகப் பயன்படுத்தி வரும் ஒரு வழியைப் பின்பற்றுகிறது: கலவையை உருவாக்குதல், சிறிய இன்காட் (ingot) ஐ உருக்கி ஒட்டுதல், அந்த இன்காட்டை தகடு அல்லது கம்பி வடிவில் முறுக்கி அல்லது உருட்டி உருவாக்குதல், சோதனை மாதிரிகளை இயந்திரத்தில் வெட்டுதல், இயந்திர சோதனைகளை நடத்துதல், முடிவுகளை பகுப்பாய்வு செய்தல், கலவையை மாற்றுதல் மற்றும் இதே செயல்முறையை மீண்டும் மீண்டும் செய்தல். ஒவ்வொரு மீள்செயலும் கருவிகளை தேவைப்படுத்துகிறது — ஒட்டும் வார்ப்புகள், முறுக்கும் வார்ப்புகள், வெளியேற்றும் வார்ப்புகள் — இவை ஒவ்வொன்றும் ஒரு தொகுப்புக்கு 5,000–50,000 செலவிடும் மற்றும் உற்பத்தி செய்ய 4–8 வாரங்கள் ஆகும். மூன்று வேட்பாளர் கலவைகளின் ஐந்து மீள்செயல்களை சோதிக்கும் ஒரு உருவாக்க திட்டம் 15 மீள்செயல்களை நிறைவேற்றலாம், கருவிகளுக்காக 150,000–750,000 செலவிடலாம் மற்றும் முதல் உற்பத்தி-அளவு வெப்ப செயல்முறையை ஆர்டர் செய்ய 18–24 மாதங்கள் தேவைப்படலாம்.

நிதிச் செலவுகளின் விளைவாக, பொருளாதார ரீதியான அபாயங்களைத் தவிர்ப்பதற்காக பொருள்களின் வளர்ச்சி முறை மாறுகிறது. அணுகிய உலோகக் கலவைகளைச் சுற்றியுள்ள குறுகிய கலவை வரம்புகளை குழுக்கள் சோதிக்கின்றன, ஏனெனில் உண்மையில் புதிய வேதியியலை ஆராயும் செலவு — ஏற்கனவே நிலைத்துவிட்ட தரங்களிலிருந்து மிகவும் விலகியுள்ள கலவைகள் — மிக அதிகமாக உள்ளது. வலிமை, துருத்தடுப்பு அல்லது உயர் வெப்பநிலை செயல்திறனில் முன்னேற்றத்தை ஏற்படுத்தக்கூடிய உலோகவியல் கண்டுபிடிப்புகள் இன்னும் ஆராயப்படாமல் இருக்கின்றன, ஏனெனில் மீண்டும் மீண்டும் சோதித்தலுக்கான பொருளாதாரம் அத்தகைய ஆராய்ச்சியை ஆதரிக்கவில்லை.

DED எவ்வாறு மீண்டும் மீண்டும் சோதித்தலுக்கான கால அட்டவணையை சுருக்குகிறது

ஒற்றை-படி உற்பத்தி

டெட் இது உலோகத் துகள்கள் அல்லது கம்பியிலிருந்து சோதனை மாதிரிகளை நேரடியாக ஒரே செயல்முறையில் உருவாக்குகிறது. இதில் எந்தவொரு வாளி, எந்தவொரு வடிவமைப்பு அச்சு அல்லது எந்தவொரு வெளியேற்றும் கருவியும் தேவையில்லை. இந்த செயல்முறை கூடுதல் தயாரிப்பு CAM மென்பொருளால் உருவாக்கப்படும் கருவிப் பாதையைப் பின்பற்றி, படிப்படியாக பொருளை ஒரு கட்டுமானத் தட்டின் மீது வைக்கிறது. இழுவிசை வில்லைகள், சோர்வு மாதிரிகள் மற்றும் சீரழிவு குறிப்புகள் ஆகியவற்றை அடுத்து இயந்திரத்தில் செய்ய வேண்டிய எளிய செவ்வக கட்டுமானத்தை மணிநேரங்களில் அச்சிட முடியும். முன்னர் வழக்கமான முறையில் ஒரு வடிவமைக்கப்பட்ட உருளையிலிருந்து இயந்திரத்தில் செய்யப்பட்டிருக்கும் மாதிரியின் வடிவமைப்பு, DED செயல்முறையில் இருந்து கிட்டத்தட்ட இறுதியான வடிவத்தில் உருவாகிறது; இதற்கு மேலும் சிறிதளவு இறுதிச் செயலாக்கம் மட்டுமே தேவைப்படும்.

சுழற்சி நேரத்தின் சுருக்கம் மிக அதிகமாகும். ஒரே ஒரு கலவை மாற்றத்திற்கு டெட் — அளவுரு தேர்விலிருந்து முழுமையான சோதனை மாதிரிகள் வரை — மாதிரிகளின் எண்ணிக்கை மற்றும் சிக்கலான தன்மையைப் பொறுத்து மூன்று முதல் பத்து நாட்கள் ஆகும், இது பாரம்பரிய வார்ப்பு-தட்டு-இயந்திரம் சுழற்சிக்கு எட்டு முதல் பன்னிரண்டு வாரங்கள் ஆகும். பாரம்பரிய வளர்ச்சியில் ஒரு வருடம் ஆகும் எட்டு கலவை மாற்றங்கள், இரண்டு முதல் மூன்று மாதங்களில் முடிக்கப்படுகின்றன. ஒவ்வொரு மாற்றத்திற்கான செலவு, பொருள் மற்றும் இயந்திர நேரத்தில் 10,000–50,000 இலிருந்து 500–2,000 ஆகக் குறைகிறது.

இந்த வேகத்தில் மென்பொருள் முடிவெடுக்கும் பங்கை வகிக்கிறது. குறிப்பிட்ட வெப்ப மூலம், பொருள் மற்றும் வடிவமைப்புக்கு ஏற்றவாறு கருவிப் பாதைகளை உருவாக்கும் சிறப்பு DED CAM தளங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. பாதை திட்டமிடல் வழிமுறைகள் வில்லின் தொடக்கம் மற்றும் நிறுத்த வரிசைகள், அடுக்குக்கு இடையேயான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு மற்றும் வைத்தல் வேகத்தை மேலாண்மை செய்கின்றன — இந்த மாறிகள் கையால் நிரலாக்கப்பட்டால், ஒவ்வொரு புதிய பொருளுக்கும் நீண்ட சோதனை-பிழை முயற்சிகள் தேவைப்படும். இறக்குமதி செய்யப்பட்ட பாதை உருவாக்கம் மற்றும் அதன் இயக்க சரிபார்ப்பு ஆகியவற்றால், ஒவ்வொரு புதிய கலவைக்கும் நிரலாக்க நேரம் நாட்களிலிருந்து மணிநேரங்களில் குறைகிறது.

சரியான பொருள் அச்சிடல்

டெட் இது சரியான பொருள் மாறுபாட்டு சோதனையையும் சாத்தியமாக்குகிறது — இது எந்த மரபுசார் செயல்முறையும் வழங்காத ஒரு திறன். இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட தூள் உள்ளீட்டு பொருட்களின் விகிதத்தை மாற்றுவதன் மூலம் அல்லது ஒரே கட்டமைப்பின் போது கம்பி கூறுகளை மாற்றுவதன் மூலம், DED அமைப்பு 100 மில்லிமீட்டர் நீளத்தில், எடுத்துக்காட்டாக, 0% முதல் 10% குரோமியம் உள்ளடக்கத்திற்கு தொடர்ச்சியான கூறு மாறுபாட்டுடன் ஒரே சோதனை மாதிரியை உருவாக்க முடியும். இந்த மாறுபாட்டின் வழியே 10 மில்லிமீட்டர் இடைவெளியில் எடுக்கப்பட்ட இழுவிசை மாதிரிகள் ஒரே கட்டமைப்பிலிருந்து பத்து கூறு புள்ளிகளுக்கான இயற்பியல் பண்புத் தரவை வழங்குகின்றன — இத்தகைய தரவு மரபுசார் முறையில் பத்து தனித்தனியான வார்ப்பு மற்றும் தட்டுதல் சோதனைகளை தேவைப்படுத்தும்.

இன்கோனெல் 625 குறித்து எனிக்மா-நோவா பல்கலைக்கழகம், லிஸ்பன் ஆகியவற்றின் இணை ஆராய்ச்சி, இதன் தாக்கத்தை விளக்குகிறது டெட் பொருளின் புரிதலில். ஒரே கூறுகளை பராமரித்து, அச்சிடும் பாதையின் திசையை முறையாக மாற்றுவதன் மூலம், குழுவினர் 90° இடை-அடுக்கு பாதை மாற்றம் வழியாக திரும்பிய சம-அளவு துகள் அமைப்புகளை உருவாக்குவதைக் கண்டறிந்தனர்; இதன் விளைவாக விளைவு வலிமை 401 MPa மற்றும் நீட்சி 57% ஆகும் — இது பாரம்பரிய சூடான உருட்டப்பட்ட Inconel 625ஐ விட வலிமை-நெகிழ்வு இணைப்பில் மேம்பட்டது. தயாரிப்பு சிறப்பியல்புகளை நேரடியாக வழிகாட்டும் இந்த வகையான செயல்முறை-பண்பு தொடர்பு கண்டுபிடிப்பு, மரபுசார் உலோகவியல் சோதனைகள் மூலம் ஆராய்வது மிகவும் செலவு கூடியதாக இருக்கும்.

ஆய்வகத்திலிருந்து உற்பத்திக்கு

அதே டெட் ஒரு கலவை மற்றும் செயல்முறை தகுதிபெற்ற பின்னர், பொருள் வளர்ச்சிக்காகப் பயன்படுத்தப்படும் உபகரணங்கள் உற்பத்தி அமைப்பாகவே செயல்படும். சோதனை மாதிரிகளில் செல்லுபடியாக்கப்பட்ட செயல்முறை அளவுருக்கள் உற்பத்தி கூறுகளுக்கு மாற்றப்படுகின்றன, ஏனெனில் வெப்ப வரலாறு — குளிர்விக்கும் வேகம், இடையிடையேயான வெப்பநிலை, படிக்கட்டு வடிவம் — அதே மென்பொருள் மற்றும் வன்பொருளால் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. இது பழைய முறையில் புதிய கலவைகளை அறிமுகப்படுத்துவதில் 6-12 மாதங்களைச் சேர்த்து வந்த ஆய்வக வார்ப்பு சோதனைகளுக்கும் உற்பத்தி வார்ப்பு இயக்கங்களுக்கும் இடையேயான அளவு மாற்ற இடைவெளியை நீக்குகிறது.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

DED எவ்வாறு பாரம்பரிய முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது பொருள் வளர்ச்சிக்கான நேரத்தைக் குறைக்கிறது?

DED ஒவ்வொரு கலவை மாற்றத்திற்கும் தேவையான கருவிகளை நீக்குகிறது — வார்ப்பு வாளிகள், வடிவமைத்தல் வாளிகள், இழுத்தல் கருவிகள் — மேலும் சோதனை மாதிரிகளை வாரங்கள் பதிலாக மணிநேரங்களில் நேரடியாக உருவாக்குகிறது. ஒரு மாற்றம் 3-10 நாட்களில் முடிகிறது, அதே நேரத்தில் பாரம்பரிய முறையில் அது 8-12 வாரங்களை எடுக்கும். DED ஐப் பயன்படுத்தும்போது, 8 மாற்றங்களைக் கொண்ட வளர்ச்சித் திட்டம் பழைய முறையில் 12-18 மாதங்களை எடுக்கும், ஆனால் இப்போது 2-3 மாதங்களில் முடிக்கப்படும்.

DED இல் சரியான பொருள் அச்சிடுதல் என்றால் என்ன?

சரியான DED கட்டுமானத்தின் போது இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட உள்ளீட்டுப் பொருட்களின் விகிதத்தை சரிசெய்வதன் மூலம் கிரேடியண்ட் அச்சிடல் கூட்டுப்பொருளைத் தொடர்ந்து மாற்றுகிறது. ஒரு தனிப்பட்ட சோதனை கூப்பனில் கூட்டுப்பொருளின் வரிசை அடங்கியுள்ளது — எடுத்துக்காட்டாக, அதன் நீளத்தின் வழியாக குரோமியம் உள்ளடக்கம் 0% முதல் 10% வரை மாறும் — இது ஒரே கட்டுமானத்திலிருந்து பல கூட்டுப்பொருள் புள்ளிகளின் இயந்திர பண்புகளை மதிப்பீடு செய்வதை சாத்தியமாக்குகிறது, அதாவது ஒவ்வொரு கூட்டுப்பொருளுக்கும் தனித்தனியாக சோதனைகளை நடத்த வேண்டிய அவசியம் இல்லை.

DED மென்பொருள் செயல்முறை மேம்பாட்டை எவ்வாறு விரைவுபடுத்துகிறது?

குறிப்பிட்ட DED CAM மென்பொருள் குறிப்பிட்ட வெப்ப மூலங்கள், பொருள்கள் மற்றும் வடிவமைப்புகளுக்கு ஏற்றவாறு தன்னியக்கமாக மிகச்சிறந்த கருவிப் பாதைகளை உருவாக்குகிறது. பாதை மிகச்சிறந்த செயல்பாட்டு வழிமுறைகள் விற்று தொடங்குதல்/நிறுத்துதல் தொடர்களையும், அடுக்குக்கு இடையேயான வெப்பநிலையையும், வைத்துக்கொள்ளும் வேகத்தையும் மேலாண்மை செய்கின்றன. 360° இயங்கும் த௃க்காட்சியுடன் நிகழ்த்தப்படும் நிகழ்த்தல் கட்டுமானம் தொடங்குவதற்கு முன்பாக அணுகல் மற்றும் மோதல் ஆபத்துகளை சரிபார்க்கிறது, இதனால் ஒவ்வொரு புதிய பொருளுக்கும் சோதனை-பிழை நிரலாக்கம் நாட்களிலிருந்து மணிநேரங்களில் குறைகிறது.

DED மூலம் உருவாக்கப்பட்ட பொருள்களை தொழில்துறை அளவில் உற்பத்தி செய்ய முடியுமா?

ஆம். பொருள் வளர்ச்சிக்காகப் பயன்படுத்தப்படும் அதே DED உபகரணங்களை, ஒப்புதல் பெற்ற கலவை மற்றும் செயல்முறைக்குப் பிறகு உற்பத்தி அமைப்பாகப் பயன்படுத்தலாம். சோதனை குச்சிகளில் சரிபார்க்கப்பட்ட செயல்முறை அளவுருக்களை உற்பத்தி பாகங்களுக்கு நேரடியாக மாற்றலாம், ஏனெனில் வெப்ப வரலாறு — குளிர்விக்கும் வேகம், இடையேயுள்ள அடுக்கு வெப்பநிலை, படிக்கட்டு வடிவம் — ஒரே மாதிரியாகக் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது. இது உலோகவியல் வளர்ச்சியில் பாரம்பரியமாக இருக்கும் ஆய்வகத்திலிருந்து உற்பத்திக்கு அளவு மாற்றும் இடைவெளியை நீக்குகிறது.

DED சோதனை மாதிரிகளிலிருந்து எந்த உலோகவியல் தரவுகளைப் பெறலாம்?

DED கட்டுமானங்களிலிருந்து வெட்டப்பட்ட மாதிரிகளில் தரமான இயந்திர சோதனைகள் — இழுவிசை (விளைவு, இறுதி, நீட்சம்), சுழற்சி விறைப்பு (உயர்-சுழற்சி மற்றும் குறைந்த-சுழற்சி), உடைவு வலிமை, கெட்டிப்பு மற்றும் சீரழிவு எதிர்ப்பு — செய்யப்படுகின்றன. SEM, EBSD மற்றும் TEM மூலமான நுண்ணமைப்பு பகுப்பாய்வு துகள் அளவு, கட்டமைப்பு பரவல் மற்றும் திசை தரவை வழங்குகிறது. DED-இல் உள்ள விரைவான திடீகரிப்பு மிகச் சிறிய துகள் அமைப்புகளை உருவாக்குகிறது, இவை பொதுவாக மரபு செயல்முறையில் தயாரிக்கப்பட்ட பொருள் பண்புகளை ஒத்திருக்கும் அல்லது அதை விட மேம்பட்டதாக இருக்கும்.

ஒரு தனிப்பட்ட மேம்பாட்டு நிரலில் DED எத்தனை கூட்டு மாறுபாடுகளைச் சோதிக்க முடியும்?

3-10 நாள் மீண்டும் மீண்டும் செயல்படும் சுழற்சிகளுடன், ஒரு தனிப்பட்ட DED அமைப்பு 3-4 மாத மேம்பாட்டு நிரலில் 15-30 கூட்டு மாறுபாடுகளைச் சோதிக்க முடியும் — ஒவ்வொரு மாறுபாட்டிற்கும் விலையின் பத்தில் ஒன்று மட்டுமே செலவாகும் நிலையில், மரபுசார் முறைகளை விட மூன்று முதல் ஐந்து மடங்கு வேகமான செயல்திறனை வழங்குகிறது. சரியான அளவு அச்சிடுதல் (Gradient printing) மூலம் ஒரே கட்டுமானத்தில் பல கூட்டு மாறுபாடுகளைச் சோதிப்பதன் மூலம் செயல்திறன் மேலும் அதிகரிக்கப்படுகிறது, இது தனித்தனியான தரவு புள்ளிகளுக்குப் பதிலாக கூட்டு-பண்பு வளைவரைகளை வழங்குகிறது.