Podgrzewanie indukcyjne jako sposób na wzmocnienie wydruków 3D z metalu
Naukowcy z MIT opracowali nową metodę obróbki cieplnej wydruków 3D wykonanych z metalu, dzięki czemu można będzie używać ich w środowisku o znacznie podwyższonej temperaturze oraz pod dużym obciążeniem. Pozwoli to między innymi na uzyskiwanie drukowanych w 3D łopatek turbin, wykonanych z superstopów, które będą się charakteryzować podobnymi właściwościami wytrzymałościowymi do tych, wykonanych metodami konwencjonalnymi.
W tradycyjny sposób łopatki turbiny oraz stojan produkuje się z wykorzystaniem form odlewniczych. Po wlaniu ciekłego metalu zestala się on wzdłuż formy, co skutkuje powstawaniem dużych oraz bardziej wytrzymałych ziaren, które tworzą się w kierunku największych naprężeń.
Z ekonomicznego oraz technologicznego punktu widzenia, jak również ze względu na korzyści dla środowiska, o wiele bardziej korzystną metodą wytwarzania tego typu elementów jest wykorzystanie w tym celu technologii przyrostowych. Niestety powstałe w ten sposób łopatki wykazują często podatność na pełzanie, a w przypadku tak precyzyjnych części jest to zjawisko bardzo niepożądane.
Przyczyną tego typu niedogodności jest mikrostruktura drukowanych w 3D elementów, która składa się z podatnych na pełzanie ziaren o wielkości zaledwie od dziesiątek do setek mikrometrów. Aby zniwelować ten problem należy sprawić, aby ziarna te „urosły”. Metodę jak tego dokonać opracowali właśnie naukowcy z MIT.
Cały proces działa w oparciu o znaną od niemal stu lat ponowną obróbkę cieplną metalu, przy pomocy podgrzewania indukcyjnego. Naukowcy odkryli, że są w stanie w ten sposób, na niewielkich obszarach, szybko stopić obiekt, a w tym miejscu powstają nowe, znacznie większe ziarna, które ustawiają się w osi największych naprężeń, zmniejszając ryzyko występowania zjawiska pełzania.
Ten dodatkowy etap obróbki cieplnej oznacza, że możliwe staje się wyprodukowanie drukowanych w 3D łopatek turbin z superstopów, które będą w stanie zachować swoją wytrzymałość oraz stabilność wymiarową do tego stopnia, że mogą być wykorzystywane w ekstremalnych warunkach środowiska silnika turbiny gazowej.
Źródło/Source: www.3dprinting.com
Grafika przewodnia: www.pixabay.com, na licencji Pixabay License, autor: Erdenebayar
