Organisasi nirlaba, media, lan masyarakat bisa ngundhuh gambar saka situs web MIT Press Office miturut lisensi non-komersial, non-turunan Creative Commons Attribution.Sampeyan ora kudu ngowahi gambar sing kasedhiya, mung potong kanthi ukuran sing bener.Kredit kudu digunakake nalika nyalin gambar;Kredit "MIT" kanggo gambar kajaba kacathet ing ngisor iki.
Perawatan panas anyar sing dikembangake ing MIT ngganti struktur mikro logam sing dicithak 3D, nggawe materi luwih kuwat lan luwih tahan kanggo kondisi termal sing ekstrim.Teknologi iki bisa ngaktifake printing 3D glathi lan baling-baling kinerja dhuwur kanggo turbin gas lan mesin jet sing ngasilake listrik, supaya desain anyar bisa nyuda konsumsi bahan bakar lan efisiensi energi.
Bilah turbin gas saiki digawe nggunakake proses casting tradisional kang logam molten diwutahake menyang wangun Komplek lan directionally solidified.Komponen iki digawe saka sawetara wesi logam paling tahan panas ing planet, amarga dirancang kanggo muter ing kacepetan dhuwur ing gas panas banget, extracting karya kanggo generate listrik ing pembangkit listrik lan nyedhiyani tikaman kanggo mesin jet.
Ana kapentingan sing akeh ing produksi bilah turbin nggunakake printing 3D, sing, saliyane kanggo keuntungan lingkungan lan ekonomi, ngidini manufaktur cepet gawé glathi karo geometri luwih Komplek lan efisien energi.Nanging upaya kanggo blades turbin print 3D durung bisa ngatasi siji alangan gedhe: creep.
Ing metalurgi, creep dimangerteni minangka kecenderungan logam sing ora bisa diowahi kanthi tekanan mekanik lan suhu dhuwur.Nalika peneliti njelajah kemungkinan nyetak bilah turbin, dheweke nemokake manawa proses nyetak ngasilake biji-bijian sing ukurane saka puluhan nganti atusan mikrometer-struktur mikro sing rawan creep.
"Ing praktik, iki tegese turbin gas bakal duwe umur sing luwih cendhek utawa kurang ekonomis," ujare Zachary Cordero, profesor aerospace Boeing ing MIT."Iki minangka asil ala sing larang."
Cordero lan kanca-kancane wis nemokake cara kanggo nambah struktur wesi dicithak 3D kanthi nambahake langkah perawatan panas tambahan sing ngowahi biji-bijian saka materi sing dicithak dadi biji-bijian "columnar" sing luwih gedhe - struktur mikro sing luwih kuat sing nyuda potensial penjilat materi.materi amarga "pilar" didadekake siji karo sumbu kaku maksimum.Pendekatan sing digarisake saiki ing Additive Manufacturing paves cara kanggo industri printing 3D saka bilah turbin gas, peneliti ngandika.
"Ing mangsa ngarep, kita ngarepake manufaktur turbin gas kanggo nyithak blades ing pabrik aditif skala gedhe lan banjur diproses kanthi nggunakake perawatan panas," ujare Cordero."Cetakan 3D bakal ngaktifake arsitektur pendinginan anyar sing bisa nambah efisiensi termal turbin, supaya bisa ngasilake tenaga sing padha nalika ngobong bahan bakar luwih sithik lan pungkasane ngetokake karbon dioksida sing luwih sithik."
Sinau Cordero dikarang bebarengan karo panulis utama Dominic Pichi, Christopher Carter, lan Andres Garcia-Jiménez saka Institut Teknologi Massachusetts, Anugrahapradha Mukundan lan Marie-Agatha Sharpan saka Universitas Illinois ing Urbana-Champaign, lan Donovan Leonard saka Oak Laboratorium Nasional Ridge.
Cara anyar tim yaiku wangun recrystallization arah, perawatan panas sing mindhah materi liwat zona panas ing tingkat sabenere kontrol, fusing akeh biji mikroskopis saka materi menyang luwih gedhe, kuwat, kristal liyane seragam.
Rekristalisasi arah diciptakake luwih saka 80 taun kepungkur lan ditrapake kanggo bahan sing bisa diowahi.Ing panaliten anyar, tim MIT wis ngetrapake rekristalisasi langsung menyang superalloy cetak 3D.
Tim kasebut nguji metode iki ing superalloy basis nikel sing dicithak 3D, logam sing umume dibuwang lan digunakake ing turbin gas.Ing seri saka nyobi, peneliti diselehake conto 3D-dicithak superalloys rod-kaya ing adus banyu suhu kamar langsung ing ngisor coil induksi.Padha alon-alon narik saben rod metu saka banyu lan liwati liwat kumparan ing kacepetan beda, Ngartekno dadi panas rod kanggo Suhu kiro-kiro saka 1200 kanggo 1245 derajat Celsius.
Padha ketemu sing narik rod ing kacepetan tartamtu (2,5 millimeters saben jam) lan ing suhu tartamtu (1235 derajat Celsius) nggawe gradien suhu tajem sing micu transisi ing microstructure nggoleki-grained saka media cetak.
"Material kasebut diwiwiti minangka partikel cilik kanthi cacat sing diarani dislokasi, kaya spageti sing rusak," jelas Cordero."Yen sampeyan panas materi, cacat iki ilang lan dibangun maneh, lan gandum bisa tuwuh.biji-bijian kanthi nyerep materi sing rusak lan biji-bijian sing luwih cilik - proses sing diarani rekristalisasi.
Sawise cooling rod sing diolah kanthi panas, para peneliti mriksa struktur mikro kanthi nggunakake mikroskop optik lan elektron lan nemokake yen biji mikroskopis sing dicithak diganti karo biji "columnar", utawa wilayah sing dawa kaya kristal sing luwih gedhe tinimbang asline. biji-bijian..
"Kita rampung restrukturisasi," ujare panulis utama Dominic Peach."Kita nuduhake yen kita bisa nambah ukuran gandum kanthi pirang-pirang urutan gedhene kanggo mbentuk akeh biji kolumnar, sing sacara teoritis bakal nyebabake perbaikan sing signifikan ing sifat creep."
Tim kasebut uga nuduhake manawa bisa ngontrol tingkat tarik lan suhu conto rod kanggo nyempurnakake biji-bijian materi sing akeh, nggawe wilayah kanthi ukuran lan orientasi gandum tartamtu.Tingkat kontrol iki bisa ngidini manufaktur bisa nyithak bilah turbin kanthi struktur mikro khusus situs sing bisa disesuaikan karo kondisi operasi tartamtu, ujare Cordero.
Cordero ngrancang kanggo nyoba perawatan panas saka bagean dicithak 3D sing luwih cedhak karo bilah turbin.Tim kasebut uga nggoleki cara kanggo nyepetake kekuatan tarik uga nguji ketahanan creep saka struktur sing diolah panas.Dheweke banjur spekulasi yen perawatan panas bisa ngaktifake aplikasi praktis percetakan 3D kanggo ngasilake bilah turbin kelas industri kanthi bentuk lan pola sing luwih rumit.
"Lading lan geometri blade anyar bakal nggawe turbin gas adhedhasar tanah lan, pungkasane, mesin pesawat luwih efisien energi," ujare Cordero."Saka perspektif garis dasar, iki bisa nyuda emisi CO2 kanthi nambah efisiensi piranti kasebut."
Wektu kirim: Nov-15-2022
