क्या औद्योगिक निर्माण में 3 डी प्रिंटिंग के लिए निकल आधारित मिश्र धातुओं का उपयोग करना उपयुक्त है?

निकेल - आधारित मिश्र धातुओं के भौतिक गुणों में उच्च तापमान पर अच्छी तरह से काम करने में सक्षम होने के उनके "प्राकृतिक लाभ" शामिल हैं।
निकेल - आधारित मिश्र धातु (जैसे कि इनकोनेल 625, INCONEL 718, HASTELLOY X, और अन्य) मजबूत रह सकते हैं और 650 और 1000 डिग्री सेल्सियस के बीच तापमान पर ऑक्सीकरण और जंग का विरोध कर सकते हैं। उनके कोर के मुख्य लाभों को दिखाया गया है:
उच्च तापमान पर स्थिरता: जब क्रोमियम (सीआर), मोलिब्डेनम (एमओ), नीबियम (एनबी), और अन्य धातुओं को निकेल - आधारित मिश्र धातुओं में जोड़ा जाता है, तो वे एक मोटी ऑक्साइड फिल्म बनाते हैं जो उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण और जंग से रक्षा कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, INCONCEL 718 में 650 डिग्री पर 1100 MPa की तन्यता ताकत है, जो कि विशिष्ट एल्यूमीनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की तुलना में कहीं अधिक है।
रेंगना प्रतिरोध और थकान का प्रदर्शन: निकल - आधारित मिश्र धातु लंबे समय तक स्थिर रह सकते हैं - शब्द उच्च - तापमान लोडिंग के कारण 'चरण (Ni3 (Al, Ti)) और' 'चरण (NI3NB) की वर्षा को मजबूत करने के कारण। विमान के इंजन में टरबाइन डिस्क का थकान जीवन 20% से अधिक लंबा है, जो कि विशिष्ट जाली भागों की तुलना में incel 718 3 d मुद्रण के साथ किया जाता है।
रासायनिक स्थिरता: निकेल - आधारित मिश्र धातु और अम्लीय गैसों जैसे संक्षारक पदार्थों के लिए बहुत प्रतिरोधी हैं। वे समुद्री इंजीनियरिंग और रासायनिक उपकरणों में बहुत उपयोग किए जाते हैं।
निकेल - आधारित मिश्रधारी 3 डी प्रिंटिंग हाई - तापमान भागों के लिए इन गुणों के कारण महान हैं। यह जटिल संरचनाओं को बनाने के लिए विशेष रूप से सच है जो पारंपरिक तरीकों के साथ करना मुश्किल है, जो दिखाता है कि वे और भी अधिक उपयोगी हैं।
प्रक्रिया अनुकूलनशीलता: 3 डी प्रिंटिंग और निकेल - आधारित मिश्र धातुओं के बीच "तकनीकी अनुनाद"
सामग्री प्रवाह क्षमता, थर्मल तनाव नियंत्रण, और माइक्रोस्ट्रक्चर अनुकूलन सहित प्रमुख प्रौद्योगिकियों को 3 डी प्रिंटिंग निकल - आधारित मिश्र धातुओं के लिए आवश्यक है। वर्तमान मुख्यधारा की प्रक्रिया अपने अनुप्रयोगों में परिपक्वता के स्तर तक पहुंच गई है:
लेजर पाउडर बेड पिघलने (l - pbf):
प्रक्रिया का लाभ: थोड़ा अंतरिक्ष लेजर में बहुत अधिक ऊर्जा पूरी तरह से निकल - आधारित मिश्र धातु पाउडर को पिघला सकती है, जिससे 99.5%से अधिक घनत्व वाले भागों को बनाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, हुनान हुशू हाई टेक एल - का उपयोग करके एयरोस्पेस संरचनात्मक घटकों को बनाता है, जो कि उच्च - आधारित उच्च - तापमान मिश्र धातु हनीकॉम्ब ग्रिड पंखों पर आधारित है, जो आकार में 750 × 195 × 1035 मिमी और 100 μM मोटी हैं।
माइक्रोस्ट्रक्चर का नियंत्रण: आप अन्य चीजों के साथ लेजर पावर और स्कैनिंग गति को बदलकर सबसे अच्छा अनाज अभिविन्यास और वर्षा चरण वितरण प्राप्त कर सकते हैं। L - PBF का उपयोग करते हुए, Avic Maite Additive तकनीक ने IN718 क्वाडकॉप्टर ड्रोन के लिए भागों को मुद्रित किया है। गर्मी उपचार के बाद, '' चरण का आकार सभी पर समान है, और तन्यता ताकत 1300 एमपीए है।
3dp: स्प्रेिंग गोंद
लागत और दक्षता के बीच संतुलन: 3DP विधि चुनिंदा बॉन्ड मेटल पाउडर के लिए एक बाइंडर का उपयोग करती है। उसके बाद, पाउडर को अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए नीचा और पाप किया जाता है। यह बड़े - स्केल उत्पादन के लिए अच्छा बनाता है। 3DP तकनीक का उपयोग करते हुए, एक्सोन निकेल - आधारित मिश्र धातुओं से बने औद्योगिक भागों को प्रिंट करता है। यह L - PBF की तुलना में 40% बचाता है और सतह की खुरदरापन (6.3 μ मीटर से कम या उसके बराबर) को कार्यशील भागों की जरूरतों को पूरा करता है।
सामग्री के उपयोग की दर: 3DP तकनीक 95% से अधिक पाउडर को ठीक करती है, जो सामग्री के अपशिष्ट पर कटौती करती है। उदाहरण के लिए, शंघाई एयरोस्पेस टेक्नोलॉजी रिसर्च इंस्टीट्यूट, 3 डीपी प्रिंटेड कोबाल्ट क्रोमियम मिश्र धातु विमान इंजन इम्पेलर्स को नियुक्त करता है, जो पारंपरिक कास्टिंग की तुलना में सामग्री की लागत में 30% की कटौती करता है। एक सामान्य उपयोग का मामला "प्रयोगशाला" से "पैमाने" तक जा रहा है।
निकेल - आधारित मिश्र धातु 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग कई उच्च - अंत औद्योगिक उद्योगों में एक महत्वपूर्ण पैमाने पर किया गया है। इसका मूल्य बेहतर प्रदर्शन, कम चक्र समय और अधिक डिजाइन स्वतंत्रता में दिखाया गया है।
एयरोस्पेस: टर्बाइन के लिए भाग: निकेल - आधारित मिश्र धातु टरबाइन ब्लेड l - pbf के साथ मुद्रित गुआंगज़ौ सेलॉन्ग एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग द्वारा उपयोग किए जाते हैं। अंदर पर कूलिंग चैनलों के डिजाइन में सुधार करके, शीतलन दक्षता 15% बढ़ जाती है और ब्लेड का जीवन 30% बढ़ जाता है।
हॉट एंड स्ट्रक्चर का हिस्सा: नासा ने L-PBF द्वारा मुद्रित GRCOP - 84 कॉपर निकल मिश्र धातु से बना एक दहन कक्ष को नियोजित किया। यह मिश्र धातु उच्च तापमान को संभाल सकता है, जो थ्रस्ट चैंबर को 1200 डिग्री पर लगातार काम करने में मदद करता है।
ऊर्जा उपकरण:
नासा एचआर - 1 परमाणु थर्मल प्रोपल्शन रूम को एलपी - डीआईडी ​​(लेजर निर्देशित ऊर्जा जमाव) प्रक्रिया का उपयोग करके एविक माइट एडिटिव तकनीक द्वारा बनाया गया था। इसमें निकल-आधारित मिश्र धातु और जिरकोनियम मिश्र धातु का एक ढाल संक्रमण डिजाइन है जो विकिरण के बहुत उच्च स्तर को संभाल सकता है।
गैस टरबाइन: सीमेंस एनर्जी 3 डी प्रिंटेड निकल - आधारित मिश्र धातु बर्नर नोजल का उपयोग करके 20 विशिष्ट भागों को जोड़ती है। यह विधानसभा समय को 80% और NOX उत्सर्जन में 20% तक कट जाता है।
ओशनोग्राफिक इंजीनियरिंग:
गहरे समुद्र के लिए वाल्व: 316L स्टेनलेस स्टील और निकल - आधारित मिश्र धातु का उपयोग वाल्व को उच्च - दबाव समुद्री जल में लंबे समय तक बनाने के लिए किया जाता है। समग्र 3 डी प्रिंटिंग तकनीक इसे 5 के बजाय 15 साल तक बनाती है।
आर्थिक विश्लेषण: "उच्च लागत" से "संपूर्ण जीवन चक्र अनुकूलन" तक
निकेल - आधारित मिश्र धातु पाउडर बल्कि महंगा है (लगभग 500-2000/किग्रा), फिर भी 3 डी प्रिंटिंग निम्नलिखित तरीकों से बड़ी आर्थिक प्रगति करता है:
डिजाइन अनुकूलन के माध्यम से लागत बचत: टोपोलॉजी अनुकूलन संरचना का उपयोग करके भौतिक उपयोग में 30% से 50% तक की कटौती हो सकती है। उदाहरण के लिए, प्लैटिनम ने एक निश्चित प्रकार के ड्रोन के लिए निकेल - आधारित मिश्र धातु से एक ब्रैकेट बनाया, जो 45% हल्का और 20% स्टिफ़र एक बायोमिमेटिक जाली संरचना के लिए धन्यवाद है।
आर एंड डी साइकिल को छोटा बनाएं: एक नया टरबाइन ब्लेड बनाने में आमतौर पर 12 से 18 महीने लगते हैं, लेकिन 3 डी प्रिंटिंग और डिजिटल ट्विन टेक्नोलॉजीज उस समय को 3 से 6 महीने तक काट सकती हैं। Xi'an Bolite ने एक टाइटेनियम - एक विमानन इंजन कंपनी के लिए एल्यूमीनियम मिश्र धातु टरबाइन डिस्क बनाया, जिसे डिजाइन से परीक्षण तक प्राप्त करने में केवल 45 दिन लगे।
हाथ पर स्पेयर पार्ट्स रखने की लागत को कम करें: 3 डी प्रिंटिंग "पर - मांग निर्माण" पर संभव है और स्पेयर पार्ट्स इन्वेंटरी में कटौती करता है। बोइंग ने 3 डी प्रिंटेड निकेल - आधारित मिश्र धातु ईंधन नोजल का उपयोग करना शुरू कर दिया है, जिसने इन्वेंट्री लागत को 60% और 12 सप्ताह से 1 सप्ताह तक डिलीवरी के समय में कटौती की है।