1. 3डी प्रिंटिंग में धातु की मजबूती के संबंध में वर्तमान स्थिति
3डी प्रिंटिंग के दौरान आवश्यक आकार बनाने के लिए धातु पाउडर को परत दर परत पिघलाया जाता है और सख्त किया जाता है। फिर भी, मुद्रण प्रक्रिया के दौरान जटिल तापमान प्रवणता, तेज़ शीतलन और परत-दर-परत स्टैकिंग गुणों के कारण धातुओं की आंतरिक सूक्ष्म संरचना पारंपरिक कास्टिंग या फोर्जिंग तकनीकों द्वारा प्राप्त की गई तुलना में भिन्न हो जाती है। अनाज का आकार, चरण वितरण, और सूक्ष्म खामियां - जो 3डी मुद्रित धातु के प्रदर्शन और ताकत को प्रभावित करती हैं - इन विविधताओं को विशेष रूप से प्रतिबिंबित करती हैं।
धातु सामग्री की ताकत और लचीलापन को लंबे समय से ख़त्म कर दिया गया है; उच्च शक्ति आमतौर पर कम लचीलेपन से उत्पन्न होती है, और इसके विपरीत। लेकिन 3डी प्रिंटिंग के क्षेत्र में, यह समझौता और अधिक जटिल हो गया है। जबकि 3डी प्रिंटिंग जटिल ज्यामितीय आकृतियों और सूक्ष्म संरचनाओं के साथ धातु के हिस्सों का उत्पादन करके डिजाइन को अनुकूलित करने के अनगिनत अवसर प्रदान करती है, मुद्रण प्रक्रिया के दौरान पेश किए गए विभिन्न सूक्ष्म दोषों और अनाज की असमानता के कारण इसकी ताकत और प्रदर्शन को पारंपरिक प्रक्रियाओं के स्तर तक पहुंचना कभी-कभी मुश्किल होता है।
2. 3डी मुद्रित धातु की ताकत बढ़ाने की तकनीक
शोधकर्ताओं ने 3डी मुद्रित धातुओं की ताकत बढ़ाने के लिए कई तरीकों का पालन किया है।
मिश्र धातु डिजाइन का अनुकूलन: मिश्र धातु संरचना को अलग करके सूक्ष्म संरचना और धातु की विशेषताओं को बहुत बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए, मोलिब्डेनम (एमओ) का उपयोग चरण स्थिरता और ताकत और लचीलेपन की एकरूपता को बढ़ाने में मदद कर सकता है। दोहरे फ़ंक्शन मिश्र धातु डिज़ाइन के उपयोग से, सुपर समरूपता, उच्च शक्ति और लचीलापन के साथ एक 3 डी मुद्रित टाइटेनियम मिश्र धातु डेनमार्क के तकनीकी विश्वविद्यालय, चोंगकिंग विश्वविद्यालय और क्वींसलैंड विश्वविद्यालय की एक संयुक्त टीम द्वारा प्राप्त किया गया है। इसकी लचीलापन 26% है; इसकी उपज शक्ति 926MPa है।
नियंत्रण की विधि: प्रक्रिया धातुओं की सूक्ष्म संरचना और गुण मुद्रण प्रक्रिया के दौरान स्थापित मापदंडों से अत्यधिक प्रभावित होते हैं जिनमें लेजर शक्ति, स्कैनिंग गति, परत की मोटाई आदि शामिल हैं। सूक्ष्म दोषों को कम किया जा सकता है और इन कारकों को अनुकूलित करके धातु की ताकत और गुणों को बढ़ाया जा सकता है।
अनाज की सूक्ष्म संरचना में संशोधन और बारीक अनाज सीमा को मजबूत करना अनाज के आकार और रूप में सुधार करके धातुओं की ताकत और कठोरता को बढ़ाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, उच्च तीव्रता वाली अल्ट्रासोनिक तरंगों का उपयोग करना, प्रसंस्करण सेटिंग्स को समायोजित करना, या हेटरोस्ट्रक्चर को जोड़ने से समअक्षीय क्रिस्टल को विकसित होने में मदद मिल सकती है, जिससे स्तंभ अनाज के विकास में कमी आएगी, और इसलिए 3 डी मुद्रित धातुओं की मजबूती और लचीलापन होगा।
प्रसंस्करण के बाद: मुद्रण के बाद, ताप उपचार से धातुओं की सूक्ष्म संरचना और गुणवत्ता को बेहतर बनाने में मदद मिल सकती है। फिर भी, यह उल्लेख किया जाना चाहिए कि गर्मी उपचार मापदंडों का सावधानीपूर्वक चयन आवश्यक है क्योंकि गर्मी उपचार नई सूक्ष्म खामियां ला सकता है या मूल सूक्ष्म संरचना को बदल सकता है।
3. त्रि-आयामी धातु शक्ति मामले के अध्ययन के बजाय
टाइटेनियम मिश्र धातुओं की उच्च शक्ति और लचीलापन: मोलिब्डेनम तत्वों को जोड़ने से अत्यंत सजातीय, उच्च शक्ति और नमनीय 3 डी मुद्रित टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उत्पादन हुआ है, जैसा कि पहले क्वींसलैंड विश्वविद्यालय सहित ऑस्ट्रेलियाई विश्वविद्यालयों की एक संयुक्त टीम द्वारा उल्लेख किया गया था। अपने महान यांत्रिक गुणों के अलावा, इस टाइटेनियम मिश्र धातु में अच्छी कार्य सख्त क्षमता है, जो एयरोस्पेस सहित उन्नत क्षेत्रों में उपयोग के लिए दरवाजे खोलती है।
चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के धातु संस्थान और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले, अमेरिका की सहयोग टीम ने नेट-एएम टीआई {{1} अल {{2 }} वी मिश्र धातु का आविष्कार करके लगभग छिद्र रहित मिश्र धातु विकसित की है। उच्च थकान प्रतिरोध के साथ दोष और ऊतक चरण-दर-चरण विनियमन की एक नई एनएएमपी प्रक्रिया। सभी रिकॉर्ड किए गए सामग्री थकान डेटा के बीच, इस मिश्र धातु की तन्यता तन्यता ताकत 978MPa जितनी अधिक है, जो सबसे बड़ी विशिष्ट थकान ताकत है। यह सफलता थकान प्रतिरोधी विनिर्माण में 3डी प्रिंटिंग तकनीक के विशेष लाभों को दर्शाती है और 3डी प्रिंटिंग सामग्री के कम प्रदर्शन के बारे में लोगों के प्राकृतिक ज्ञान को बदल देती है।
पर्ड्यू विश्वविद्यालय की एक शोध टीम ने 3डी प्रिंटिंग के लिए एक अतिरिक्त उच्च शक्ति वाला एल्यूमीनियम मिश्र धातु फिट बनाया है। नैनोस्केल, मल्टीलेयर, स्तरित विकृत इंटरमेटेलिक यौगिकों को उत्पन्न करने के लिए संक्रमण धातुओं जैसे कोबाल्ट, लौह, निकल और टाइटेनियम को एल्यूमीनियम में एकीकृत करके, उन्होंने महान ताकत और अच्छी प्लास्टिक विरूपण क्षमता के संयोजन से एक नए प्रकार के एल्यूमीनियम मिश्र धातु का निर्माण किया। इस एल्यूमीनियम मिश्र धातु की ताकत 900MPa से अधिक है, इसलिए कई क्षेत्रों में उच्च शक्ति वाले एल्यूमीनियम मिश्र धातु के उपयोग के लिए बेहतरीन अवसर पैदा हो रहे हैं।
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