Ki jan yo evalye lavi sa a ki fatig nan metal 3D pati enprime?

1. Tès estanda: Mete kanpe referans pou evalyasyon
Forganizasyon Entènasyonal pou normalizasyon (ISO) ak Sosyete Ameriken an pou Evalye ak Materyèl (ASTM) mete règleman debaz yo pou evalye lavi a fatig nan metal 3D atik enprime. ASTM E466-21 estanda a se youn nan sa yo. Li estanda fòm lan, gwosè, metòd loading, ak metodoloji koleksyon done nan echantiyon tès pou ke syantis yo ka teste lavi a axial fatig nan alyaj metal. Estanda sa a di:
Jwenn echantiyon an pare: lazè selektif k ap fonn (SLM) oswa elèktron gwo bout bwa k ap fonn (EBM) pwosedi yo te itilize yo enprime estanda branch bwa silendrik oswa espesimèn gwo bout bwa koube asire w ke dimansyon yo yo kòrèk. Pou egzanp, yon sèl fèm motè aviyasyon chanje anviwònman yo enprime pou ke echantiyon yo TI6AL4V echantiyon yo te soti nan RA 12 μ m a RA 3.2 μ m. Sa a anpil bese chans pou konsantrasyon estrès.
Kontwòl anviwònman an: Pou kenbe enfliyans nan anviwònman an ki afekte konpòtman fatig, kenbe yon je fèmen sou tanperati anviwònman an tès la (± 2 degre), imidite (± 5% RH), ak konsantrasyon oksijèn. Pou egzanp, pandan y ap fè tès 316L echantiyon asye pur nan yon anviwònman espre sèl, li se oblije replike kondisyon lanmè yo evalye korozyon pèfòmans rezistans fatig.
Kolekte ak analize done: Sèvi ak metòd estatistik fè S - n koub yo jwenn limit la fatig nan kondisyon materyèl, ou ka kontwole fwa sik, repons estrès, ak tan ka zo kase nan tan reyèl. Yon manifakti aparèy medikal te teste 3D li yo enprime Cobalt CHROMIUM alyaj jwenti atifisyèl 10 fwa epi li te jwenn ke fòs fatig li yo se plis pase 95% nan sa yo ki an fòje pati yo.
2. karakterizasyon nan domaj: chèche konnen kisa ki te lakòz echèk la
Defo entèn gen yon gwo efè sou konbyen tan metal 3D atik enprime ka dire. Etid yo demontre ke dimansyon yo, kote, ak aliyman nan defo unfused, porositë, ak patikil unmelted yo se detèminan kritik nan aparisyon nan fant fatig. Pou egzanp, porositë nan ti6al4v alyaj ki gen plis pase 50 μ m lajè ka koupe lavi a fatig pa plis pase 60%. Se konsa, nou bezwen sèvi ak milti - apwòch deteksyon echèl konplètman dekri domaj:
Tès ki pa domaje objè a: x - Ray tomografi (CT) yo itilize pou mezire kantite porosite ak distribisyon defo yo. Tès ultrasons tou itilize pou jwenn pwoblèm nan lyezon ki genyen ant kouch yo. Yon founisè eleman espesifik aviyasyon dekouvri atravè CT optik ki raffinage apwòch la optik ka diminye porositë a soti nan 0.8% a 0.2%.
Analiz de metal: Gade chanjman nan mikrostruktur ak wè ki jan tretman chalè afekte gwosè a nan grenn yo ak konpozisyon an nan faz yo. Pou egzanp, cho isostatic peze (anch) ka fè grenn yo faz alfa nan alyaj la TI6AL4V ki pi piti pase 5 μm, ki anpil ogmante rezistans fatig.
Mezi nan estrès rezidyèl: Sèvi ak metòd la lazè ti twou oswa X - metòd difraksyon ray yo jwenn estrès rezidyèl sou sifas la ak wè ki jan li afekte pousantaj la nan ki fant gaye. Yon Maker machin sèten itilize Peening Peening yo ajoute -400MPa nan rezidyèl estrès konpresiv, ki te fè wou alyaj aliminyòm dènye twa fwa ankò.
3, pwosesis optimize: jere danje nan sous la
Anviwònman yo nan pwosesis la enprime gen yon efè dirèk sou mikrostruktur pati yo ak karakteristik domaj. Lavi a fatig ka anpil amelyore pa amann - anviwònman akor ak post - pwosesis:
Kontwòl nan dansite enèji: Pou minimize defo pwojeksyon ki te koze pa twò piti oswa twòp enèji, ou ta dwe ajiste pouvwa a lazè, vitès analysis, ak epesè kouch. Pou egzanp, yon konpayi itilize DOE konsepsyon eksperimantal jwenn ke pi bon dansite enèji pou SLM enprime 316L asye pur se 80J/mm ³, ki fè li 25% pi fò kont fatig.
Konstriksyon direksyon optimize: Fè anisotropi gen mwens nan yon efè sou pèfòmans fatig. Pou egzanp, lavi sa a ki fatig nan echantiyon rupture ki pèpandikilè ak kouch nan enprime se 40% mwens pase sa yo ki an echantiyon ki paralèl ak li. Sa a ka anpil amelyore pa chanje ang lan nan ki pati yo yo mete.
Teknoloji pou Post - Processing:
Hot isostatic peze (anch) debarase m de porositë entèn ak ogmante fòs la fatig nan alyaj la TI6AL4V soti nan 450MPA 620MPA.
Tretman nan sifas la: fè sifas la douser, polisaj Vibration oswa polisaj electrochemical itilize. Se piki piki Lè sa a, itilize yo ajoute rezidyèl estrès konpresiv. Pou egzanp, lavi sa a ki fatig nan yon lam motè avyon espesifik se 1.2 fwa sa yo ki an yon atik fòje apre yon konbinezon de piki peening ak polisaj Vibration.
4. Digital Twin: Predi ak tcheke bouk fèmen
Premye pwojè Depatman Defans Ameriken an te itilize Multi - Capteur Fusion ak Digital Twin Technologies yo kreye yon fèmen - sistèm bouk pou kontwole pwosesis la enprime ak predi lonjevite li yo.
Imobilye - Siveyans Tan nan tanperati pisin fonn, akimilasyon chalè, ak devlopman domaj lè l sèvi avèk yon konbinezon de optik, enfrawouj, ak detèktè acoustic. Capteur acoustic konpayi Addiguru a, pou egzanp, ka ranmase sou chanjman minit nan vag son andedan metal yo ak jwenn porositë ki gen 20 μ m oswa pi gwo an dyamèt.
Modeling yon jimo dijital: Fè kopi vityèl nan chak pati, kenbe tras nan domaj, ak tès ki jan yo travay anba divès presyon. Lojisyèl Genoa Alphastar a sèvi ak simulation mikrostruktur ak mekanik ka zo kase devine konbyen tan pati yo pral dire anba 10 ⁷ sik, ak yon pousantaj erè nan mwens pase 10%.
Tès nan laboratwa a: Sèvi ak tès fatig a asire w ke modèl la se kòrèk. Auburn University teste 3D enprime echantiyon TI6AL4V 10 fwa epi li te jwenn ke validite dijital modèl la antisipe nan matche valè aktyèl la pa 92%.
5. Pratik endistri: aprann nan ka sot pase yo
GE Aviyasyon itilize teknoloji SLM pou enprime ajutaj gaz motè kwasans nan endistri avyon an. Sa yo ajutaj dire de fwa osi lontan ke pati tradisyonèl fòje epi yo te vole pou plis pase 10 milyon èdtan san yo pa li pap resevwa.
Nan jaden medikal la, Johnson & Johnson 3D enprime Cobalt CHROMIUM alyaj Hip jwenti tas ki te pase 10 sik nan tès fatig ki imite yon anviwònman moun. Sa a se pi bon pase estanda endistri a nan 5 × 10 sik.
Nan endistri otomobil la, BMW Group anplwaye 3D enprime aliminyòm jakèt dlo alyaj ki se 40% pi lejè gras a topoloji optimize. Yo menm tou yo itilize T6 tretman tèmik fè yo dènye plis pase 2000 èdtan, ki se pafè pou motè ki kouri nan kondisyon trè difisil.