ஏன் இன்கோனெல் 718 உலோக 3D அச்சிடுதல் பொருள் மேம்பாட்டில் முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக உள்ளது?

லேசர் பவுடர் பெட் ஃபியூசனில் தனித்தன்மை வாய்ந்த கலவை பண்புகள் மற்றும் நுண்கட்டமைப்பு கட்டுப்பாடு

இன்கோனெல் 718 என்பது அதன் வீழ்படிவமாக்கப்பட்ட நுண்கட்டமைப்பு காரணமாக உயர் செயல்பாட்டு வரம்புகள் வரை குறிப்பிடத்தக்க இயந்திர ஒருமைப்பாட்டை பராமரிக்கிறது. கட்டிய பின் வயதாகும் செயல்முறையின் போது, நானோமீட்டர் அளவிலான காமா டபுள் பிரைம் மற்றும் காமா பிரைம் கட்டமைப்புகள் சீராக வீழ்படிவமாகி, தடையிடப்பட்ட திருப்புதல்களை (dislocations) பிடித்து, குறிப்பிடத்தக்க வலிமையை வழங்குகின்றன. லேசர் பவுடர் பெட் ஃப்யூசன் மூலம் விரைவான திடமாக்கல், அதிக திருப்புதல் அடர்த்தியுடன் கூடிய மிக மெல்லிய செல்லுலார் கட்டமைப்பை உருவாக்குகிறது; இது, தீர்வு மற்றும் வயதாகும் சிகிச்சைக்குப் பிறகு, இந்த வலிமை மேம்படுத்தும் கட்டமைப்புகளை திறம்பட பரவச் செய்ய உதவுகிறது. முக்கியமாக, லேசர் பவுடர் பெட் ஃப்யூசன் தானிய எல்லைகளில் டெல்டா கட்டமைப்பை பராமரிக்கிறது, இது எல்லைகளை பிடித்து, தானிய வளர்ச்சியை குறைக்கிறது, மேலும் உயர் வெப்பநிலையில் மாறுதல் எதிர்ப்பை மேம்படுத்துகிறது. இந்த தனிப்பயனாக்கக்கூடிய பதில் செயல், லேசர் பவுடர் பெட் ஃப்யூசன் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட இன்கோனெல் 718-ஐ உயர் வலிமை கொண்ட, சிக்கலான வடிவமைப்புகளைக் கொண்ட பாகங்களுக்கு சிறந்ததாக்குகிறது, இவை அதிக வெப்ப சுமைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன. மேலும், குறைந்த வெப்பக் கடத்துத்திறன் வில்லையின் உள்ளே வெப்பத்தை குவிக்கிறது, இது ஆழமான, குறுகிய கலப்பு மண்டலத்தை உருவாக்கி, வெப்ப சரிவுகள் மற்றும் மீதமுள்ள வலிமையைக் குறைக்கிறது; அதே நேரத்தில், அதிக நிக்கல் உள்ளடக்கம் மற்றும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நியோபியம் விகிதங்கள் யூடெக்டிக் கட்டமைப்புகளைக் குறைத்து, திடமாகும் பிளவுகளைத் தடுக்கின்றன. செயல்முறை அளவுகள் சரியாக முறையாக ஏற்பாடு செய்யப்படும்போது, இந்த அம்சங்கள் 99.9% ஐ விட அதிகமான அடர்த்தியைக் கொண்ட பாகங்களை வழங்குகின்றன.

மரபு வழிச் செயல்முறை உற்பத்தி வரம்புகள் மற்றும் உலோக கூட்டு சேர்க்கும் உற்பத்தியில் செயல்முறை திறன்மிகுத்தல்

இன்கோனெல் 718 ஐ மருவல் செய்வது கருவியின் தீங்குற்றல், விரைவான பணிசெய்யும் கடினமாக்கல் மற்றும் குறைந்த வெப்பச் சிதறல் ஆகியவற்றால் கடுமையாக சவாலாக உள்ளது; அதே நேரத்தில், வடிவமைத்தல் மற்றும் மில்லிங் ஆகியவை சிக்கலான உள் குழிவுகள், கீழ்நோக்கிய வெட்டுகள் மற்றும் வானூர்தி பயன்பாட்டுக்கான மெல்லிய சுவர் அம்சங்கள் ஆகியவற்றை எதிர்கொள்ள சிரமப்படுகின்றன, இது உயர் 'வாங்குதல்-முதல்-பறத்தல்' வீணாகும் விகிதத்தை உருவாக்குகிறது. உலோக கூடுதல் தயாரிப்பு இந்த வரம்புகளை முற்றிலும் தவிர்த்து, இலக்கமுறை கோப்புகளிலிருந்து நேரடியாக சிக்கலான வடிவங்கள் மற்றும் உள் வழிகளை உருவாக்குகிறது. லேசர் தூள் படுக்கை ஒன்றிணைப்பில் கிட்டத்தட்ட முழு அடர்த்தியை அடைவதற்கு, லேசர் சக்தி, ஸ்கேன் வேகம், ஹேட்ச் இடைவெளி மற்றும் அடுக்கு தடிமன் ஆகியவற்றை நன்கு நிலையான ஆற்றல் அடர்த்தி விண்டோக்களுக்குள் துல்லியமாக ஒத்திசைவு செய்வது தேவைப்படுகிறது. மேம்பட்ட கண்காணிப்பு, உருகிய குழம்பு வெப்பநிலை சாய்வைக் கட்டுப்படுத்துவது தூண் வடிவ முதல் சமச்சீரான சமச்சீர் தானியங்கள் வரையிலான மாற்றத்தை ஊக்குவிக்கிறது, இது தானிய அமைப்பை மெருகூட்டுகிறது மற்றும் சூடான பிளவுகளுக்கான ஆபத்தைக் குறைக்கிறது. வெப்ப சாய்வு மற்றும் வளர்ச்சி வேகத்தை துல்லியமாக அமைப்பதன் மூலம், தயாரிப்பாளர்கள் நீண்ட தூண் வடிவ தானியங்களிலிருந்து சமச்சீரான சமச்சீர் தானியங்களை நோக்கி மாற்றம் செய்கின்றனர், இது அதிக வெப்ப வடிவ அழுத்தத்திற்கு உள்ளாகும் தடிமனான பாகங்களுக்கு மிகவும் முக்கியமானது. மேலும், அளவுரு மேம்பாடு மற்றும் வடிவ மாற்ற வெப்ப சிகிச்சைகள் மூலம், கிடைமட்ட மற்றும் செங்குத்து திசைகளுக்கு இடையேயான இயந்திர அசமச்சீர்த்தன்மை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைந்துள்ளது, இது கட்டமைப்பு திசையை அதிகபட்ச கட்டுமான திறனுக்காக தேர்வு செய்ய அனுமதிக்கிறது, ஆனால் அமைப்பு நம்பகத்தன்மையை பாதிக்காமல்.

செயல்பாட்டு நன்மைகள் மற்றும் விண்வெளி மற்றும் ஆற்றல் துறையில் முக்கிய பயன்பாடுகள்

கூட்டு தயாரிப்பு (Additive manufacturing) பாரம்பரிய வெளியேற்றல் (forging) மற்றும் செதுக்கல் (machining) ஆகியவற்றால் அடைய முடியாத செயல்பாட்டுத் திறன்களை வெளிப்படுத்துகிறது. லேசர் தூள் படுகை ஒன்றிணைப்பு (Laser powder bed fusion) மூலம், குளிரூட்டும் குழாய்கள் (conformal cooling channels), கூட்டமைப்பு அமைப்புகள் (lattice structures), மற்றும் உச்ச வடிவமைப்பு மேம்படுத்தப்பட்ட வடிவங்கள் (topology optimized geometries) ஆகியவற்றை Inconel 718 பாகங்களில் நேரடியாக ஒன்றிணைக்க முடிகிறது; இதனால் எடை குறைகிறது, ஆனால் உயர் வெப்பநிலை வலிமை மற்றும் செறிவு எதிர்ப்பு (creep resistance) பாதுகாக்கப்படுகின்றன. டர்பைன் பயன்பாடுகளில், அச்சிடப்பட்ட குளிரூட்டும் குழாய்கள் (printed cooling passages) பாரம்பரியமாகத் துளையிடப்பட்ட குழாய்களை விட வெப்ப வெளியேற்றத்தை மிகவும் மேம்படுத்துகின்றன; இதனால் வெப்ப இடங்கள் (hot spots) உருவாவது குறைகிறது, மேலும் வெப்ப சுழற்சி வாழ்நாள் (thermal fatigue life) நீட்டிக்கப்படுகிறது. பாகங்களை ஒன்றிணைத்தல் (Part consolidation) பிரேஸ்டு (brazed) அல்லது காய்ச்சிய இணைப்புகளை (welded joints) நீக்குகிறது; இதனால் கூட்டு செலவுகள் குறைகின்றன, கசிவு வழிகள் (leak paths) அகற்றப்படுகின்றன, மேலும் மூலப்பொருள் வீணாகும் அளவு குறைகிறது. Inconel 718 ஆனது நியூட்ரான் கதிரியக்கத்தின் (neutron irradiation) கீழ் மற்றும் வெப்ப சுழற்சியின் (thermal cycling) கீழ் தனது நுண்கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையை (microstructural stability) பேணுவதால், அது அணு உலை உள் பாகங்கள் (nuclear reactor internals) மற்றும் கதிரியக்க எதிர்ப்பு கூடுதல் பொருத்துதல்களுக்கு (radiation tolerant fittings) ஏற்றதாகும்; மேலும் அதன் சிறந்த செறிவு எதிர்ப்பு (superior creep resistance), பாதுகாப்பு மற்றும் ஆற்றல் துறைகளில் மேம்படுத்தப்பட்ட எரிபொருள் கம்பியின் உட்புற வடிவமைப்புகள் (advanced combustor liners), எரிபொருள் துளைகள் (fuel nozzles), மற்றும் பின்னோட்ட எரிப்பான் பாகங்கள் (afterburner components) ஆகியவற்றை ஆதரிக்கிறது.

அடிக்கடி கேட்கப்படும் கேள்விகள்

1. இன்கோனெல் 718 உயர் வெப்பநிலை பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக இருப்பதற்கான காரணம் என்ன? இன்கோனெல் 718 ஒரு வீழ்படிவ வலுவூட்டப்பட்ட நுண்கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது மிக உயர்ந்த வெப்பநிலை வரம்புகள் வரை குறிப்பிடத்தக்க வலிமையையும் நிலைத்தன்மையையும் வழங்குகிறது, எனவே கடுமையான சேவைச் சூழல்களுக்கு இது சிறந்ததாகும்.

2. இன்கோனெல் 718 பாகங்களில் குறைபாடுகளை லேசர் பவுடர் பெட் ஃப்யூசன் எவ்வாறு குறைக்கிறது? லேசர் பவுடர் பெட் ஃப்யூசன் லேசர் சக்தி, ஸ்கேன் வேகம் மற்றும் குளிர்விப்பு விகிதங்களை முறையாக ஒழுங்குபடுத்துவதன் மூலம் கிட்டத்தட்ட முழு அடர்த்தியையும், மிக மெல்லிய தானிய அமைப்புகளையும், திடீர் உறைவு பிளவுகளையும் தடுக்கிறது.

3. விண்வெளி கூறுகளுக்கு லேசர் பவுடர் பெட் ஃப்யூசன் பாரம்பரிய தயாரிப்பை விட ஏன் சிறந்தது? லேசர் பவுடர் பெட் ஃப்யூசன் சிக்கலான வடிவங்களுக்கான வடிவமைப்பு சுதந்திரத்தை வழங்குகிறது, பொருள் வீணாகும் அளவைக் குறைக்கிறது, மேலும் பாரம்பரிய இயந்திர செயல்முறைகள் மற்றும் வெளியேற்றுதல் ஆகியவற்றின் திறனை விட மேம்பட்ட குளிர்விப்பு சேனல்கள் போன்ற அம்சங்களை ஒருங்கிணைக்கிறது.

4. எந்த துறைகள் அச்சிடப்பட்ட இன்கோனெல் 718 பாகங்களிலிருந்து மிக அதிகமாக பயனடைகின்றன? விண்வெளி, ஆற்றல் மற்றும் பாதுகாப்புத் துறைகள் அதன் உயர் வெப்பநிலை வலிமை, கதிரியக்க எதிர்ப்புத்தன்மை மற்றும் சீரழிவு எதிர்ப்புத்தன்மை ஆகியவற்றை முக்கிய செயல்திறன் பயன்பாடுகளுக்காகப் பயன்படுத்துகின்றன.

5. கூடுதல் தயாரிப்பு முறை மரபுசார் முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது பொருள் வீணாக்கத்தை எவ்வாறு குறைக்கிறது? கிட்டத்தட்ட துல்லியமான வடிவத்தில் உற்பத்தி செய்வது மரபுசார் முறையில் உயர் வாங்குதல்-பறப்பு விகிதங்களிலிருந்து பொருள் வீணாக்கத்தை மிகக் குறைந்த அளவுக்குக் குறைக்கிறது, இது தயாரிப்பு திறனை மிகவும் மேம்படுத்துகிறது மற்றும் செலவுகளைக் குறைக்கிறது.