Faodaidh buidhnean neo-phrothaideach, na meadhanan, agus am poball ìomhaighean a luchdachadh sìos bho làrach-lìn Oifis Naidheachd MIT fo cheadachas neo-mhalairteach neo-mhalairteach Creative Commons Attribution.Chan fhaod thu na h-ìomhaighean a chaidh a thoirt seachad atharrachadh, dìreach am bàrr chun mheud cheart.Feumar creideasan a chleachdadh nuair a thathar a’ dèanamh lethbhreac de dhealbhan;Creideas “MIT” airson ìomhaighean mura h-eilear ag ràdh gu h-ìosal.
Bidh làimhseachadh teas ùr a chaidh a leasachadh aig MIT ag atharrachadh meanbh-structar mheatailtean clò-bhuailte 3D, a’ dèanamh an stuth nas làidire agus nas seasmhaiche ri fìor shuidheachaidhean teirmeach.Dh’ fhaodadh an teicneòlas seo clò-bhualadh 3D de lannan agus bhanaichean àrd-choileanaidh a chomasachadh airson roth-uidheaman gas agus einnseanan jet a ghineas dealan, a’ comasachadh dhealbhaidhean ùra gus caitheamh connaidh agus èifeachdas lùtha a lughdachadh.
Bithear a’ dèanamh lannan roth-uidheam gas an latha an-diugh a’ cleachdadh pròiseas tilgeadh traidiseanta anns am bi meatailt leaghte air a dhòrtadh a-steach do chumaidhean iom-fhillte agus air a dhaingneachadh gu stiùir.Tha na co-phàirtean sin air an dèanamh bho chuid de na aloidhean meatailt as teas-dhìonach air a’ phlanaid, leis gu bheil iad air an dealbhadh gus a bhith a’ snìomh aig astaran àrd ann an gasaichean fìor theth, a’ toirt a-mach obair gus dealan a ghineadh ann an ionadan cumhachd agus a’ toirt smeòrach dha einnseanan jet.
Tha ùidh a’ sìor fhàs ann an cinneasachadh lannan roth-uidheam a’ cleachdadh clò-bhualadh 3D, a tha, a bharrachd air buannachdan àrainneachdail is eaconamach, a’ leigeil le luchd-saothrachaidh lannan a dhèanamh gu sgiobalta le geoimeatraidh nas iom-fhillte agus nas lùth-èifeachdaiche.Ach chan eil oidhirpean gus lannan roth-uidheam a chlò-bhualadh 3D fhathast air faighinn seachad air aon chnap-starra mòr: èaladh.
Ann am meatailteachd, thathas a’ tuigsinn gu bheil èaladh mar a tha meatailt buailteach a bhith a’ deformachadh gu neo-iompaichte fo chuideam meacanaigeach seasmhach agus teòthachd àrd.Fhad ‘s a bha an luchd-rannsachaidh a’ sgrùdadh comasachd lannan roth-uidheam a chlò-bhualadh, lorg iad gu bheil am pròiseas clò-bhualaidh a’ toirt a-mach gràinean mìn eadar deichean gu ceudan de mhicrometers - meanbh-structar a tha gu sònraichte buailteach a bhith ag èaladh.
“Ann an cleachdadh, tha seo a’ ciallachadh gum bi beatha nas giorra aig an roth-uidheam gas no nach bi e cho eaconamach, ”thuirt Zachary Cordero, àrd-ollamh Boeing ann an aerospace aig MIT.“Is e droch thoraidhean cosgail a tha seo.”
Tha Cordero agus co-oibrichean air dòigh a lorg gus structar aloidhean clò-bhuailte 3D a leasachadh le bhith a’ cur ceum làimhseachaidh teas a bharrachd ris a thionndaidheas gràinean mìn an stuth clò-bhuailte gu gràinnean “colbh” nas motha - microstructure nas làidire a lughdaicheas comas èalaidh an stuth.stuth leis gu bheil na “colbhan” air an aon rèir ri axis an cuideam as motha.Tha an dòigh-obrach a tha air a mhìneachadh an-diugh ann an Additive Manufacturing a’ fuasgladh na slighe airson clò-bhualadh 3D gnìomhachais de lannan roth-uidheam gas, tha an luchd-rannsachaidh ag ràdh.
“A dh’ aithghearr, tha sinn an dùil gum bi luchd-saothrachaidh roth-uidheam gas a’ clò-bhualadh an lannan ann an ionadan saothrachaidh cuir-ris mòr agus an uairsin gan làimhseachadh le bhith a’ cleachdadh ar làimhseachadh teas, ”thuirt Cordero.“Leigidh clò-bhualadh 3D le ailtireachd fuarachaidh ùr a dh’ fhaodas èifeachdas teirmeach roth-uidheaman àrdachadh, a leigeas leotha an aon uiread de chumhachd a thoirt gu buil fhad ‘s a bhios iad a’ losgadh nas lugha de chonnadh agus aig a ’cheann thall a’ sgaoileadh nas lugha de charbon dà-ogsaid.”
Chaidh sgrùdadh Cordero a cho-sgrìobhadh leis na prìomh ùghdaran Dominic Pichi, Christopher Carter, agus Andres Garcia-Jiménez bho Institiud Teicneòlais Massachusetts, Anugrahapradha Mukundan agus Marie-Agatha Sharpan à Oilthigh Illinois aig Urbana-Champaign, agus Donovan Leonard of the Oak. Obair-lann Nàiseanta Ridge.
Tha dòigh ùr na sgioba na sheòrsa de ath-chriostalachadh stiùiridh, làimhseachadh teas a ghluaiseas stuth tro raon teth aig ìre a tha fo smachd mionaideach, a’ ceangal mòran de ghràinean microscopach den stuth gu criostalan nas motha, nas làidire agus nas èideadh.
Chaidh ath-chriostalachadh stiùiridh a chruthachadh o chionn còrr air 80 bliadhna agus chaidh a chuir an sàs ann an stuthan deformable.Anns an sgrùdadh ùr aca, tha sgioba MIT air ath-chriostalachadh stiùirichte a chuir an sàs ann an superalloys clò-bhuailte 3D.
Rinn an sgioba deuchainn air an dòigh seo air superalloys clò-bhuailte 3D stèidhichte air nicil, meatailtean mar as trice air an caitheamh agus air an cleachdadh ann an roth-uidheaman gas.Ann an sreath de dheuchainnean, chuir an luchd-rannsachaidh sampallan clò-bhuailte 3D de superalloys coltach ri slat ann an amar uisge aig teòthachd seòmar dìreach fo choil inntrigidh.Tharraing iad gach slat a-mach às an uisge gu slaodach agus chuir iad seachad e tro choil aig diofar astaran, a’ teasachadh na slatan gu mòr gu teòthachd eadar 1200 agus 1245 ceum Celsius.
Lorg iad gu bheil a bhith a’ tarraing an t-slat aig astar sònraichte (2.5 millimeters san uair) agus aig teòthachd sònraichte (1235 ceum Celsius) a’ cruthachadh caisead teòthachd cas a bhrosnaicheas gluasad ann am meanbh-structar grinn nam meadhanan clò.
“Bidh an stuth a’ tòiseachadh mar ghràineanan beaga le uireasbhaidhean ris an canar dislocations, leithid spaghetti briste, ”mhìnich Cordero.“Nuair a bhios tu a’ teasachadh an stuth, thèid na h-uireasbhaidhean sin à sealladh agus ath-thogail, agus faodaidh na gràinean fàs.gràinean le bhith a’ gabhail a-steach stuth easbhaidheach agus gràinean nas lugha - pròiseas ris an canar ath-chriostalachadh.”
Às deidh dhaibh na slatan teas-làimhseachaidh fhuarachadh, rinn an luchd-rannsachaidh sgrùdadh air a’ mhicro-structar aca le bhith a’ cleachdadh miocroscopan optigeach is dealanach agus lorg iad gun deach gràinean “colbh”, no roinnean fada, coltach ri criostal, a bha tòrr nas motha na an fheadhainn tùsail a chuir an àite gràinean microscopach clò-bhuailte den stuth. gràinnean..
“Rinn sinn ath-structaradh gu tur," thuirt am prìomh ùghdar Dominic Peach.“Tha sinn a’ sealltainn gun urrainn dhuinn meud gràin àrdachadh le grunn òrdughan meud gus àireamh mhòr de ghràinean colbh a chruthachadh, a bu chòir gu teòiridheach leantainn gu leasachadh mòr ann an togalaichean èaladh.”
Sheall an sgioba cuideachd gum b’ urrainn dhaibh smachd a chumail air ìre tarraing agus teòthachd nan sampallan slat gus na gràinean a tha a’ fàs den stuth a ghleusadh, a’ cruthachadh roinnean de mheud gràin sònraichte agus stiùireadh.Dh’ fhaodadh an ìre smachd seo leigeil le luchd-saothrachaidh lannan roth-uidheam a chlò-bhualadh le microstructures a tha sònraichte don làrach a dh’ fhaodar a dhealbhadh a rèir suidheachaidhean obrachaidh sònraichte, tha Cordero ag ràdh.
Tha Cordero an dùil deuchainn a dhèanamh air làimhseachadh teas pàirtean clò-bhuailte 3D nas fhaisge air lannan an roth-uidheam.Tha an sgioba cuideachd a’ coimhead ri dòighean air neart tensile a luathachadh a bharrachd air a bhith a’ dèanamh deuchainn air strì an aghaidh structaran teas-làimhseachaidh.Bidh iad an uairsin a’ tuairmeas gum faodadh làimhseachadh teas comas a thoirt do chlò-bhualadh 3D a chleachdadh gus lannan roth-uidheam ìre tionnsgalach a dhèanamh le cumaidhean agus pàtrain nas iom-fhillte.
“Nì na lannan ùra agus geoimeatraidh lannan roth-uidheaman gas stèidhichte air tìr agus, aig a’ cheann thall, einnseanan itealain nas lùth-èifeachdaiche," thuirt Cordero.“Bho shealladh bun-loidhne, dh’ fhaodadh seo sgaoilidhean CO2 a lughdachadh le bhith ag adhartachadh èifeachdas nan innealan sin. ”
Ùine puist: Samhain-15-2022
