Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Rute untuk menghindari cacat selama pembuatan aditif – ScienceDaily


Fusi tempat tidur serbuk laser adalah teknologi manufaktur aditif dominan yang belum mencapai potensinya. Masalah yang dihadapi industri ini adalah gelembung atau pori-pori kecil terkadang terbentuk selama proses pencetakan, dan pori-pori ini menciptakan titik lemah pada produk jadi.

Ketika laser berkecepatan tinggi dan berkekuatan tinggi melelehkan bubuk logam selama pencetakan 3D suatu bagian, rongga berbentuk lubang kunci di kolam lelehan dapat terjadi. Pori-pori, yaitu cacat, terbentuk di bagian bawah lubang kunci. Penelitian baru dipublikasikan di Ilmu mengungkapkan bagaimana pori-pori terbentuk dan menjadi cacat yang terperangkap dalam logam padat.

“Nilai praktis yang sebenarnya dari penelitian ini adalah bahwa kita dapat mengontrol mesin secara tepat untuk menghindari masalah ini,” kata Anthony D. Rollett, profesor ilmu dan teknik material di Carnegie Mellon College of Engineering dan salah satu penulis utama dari kertas, “Ketidakstabilan kritis saat menggerakkan ujung lubang kunci menghasilkan porositas dalam peleburan laser.”

Berdasarkan penelitian sebelumnya yang mengukur fenomena lubang kunci, tim peneliti menggunakan imajinasi sinar-X berenergi tinggi yang sangat terang untuk melihat ketidakstabilan lubang kunci. Pori-pori terbentuk selama fluktuasi lubang kunci, dan itu berubah bentuk: ujung lubang kunci berubah menjadi bentuk “J” dan terjepit. Perilaku tidak stabil ini menghasilkan gelombang akustik pada logam cair yang memaksa pori-pori menjauh dari lubang kunci sehingga pori-pori tersebut bertahan cukup lama untuk terjebak dalam logam pemadatan ulang. Tim adalah yang pertama berfokus pada perilaku ini dan mengidentifikasi apa yang terjadi.

“Saat Anda memiliki lubang kunci yang dalam, dinding akan berosilasi dengan kuat. Terkadang, osilasi cukup kuat di dasar lubang kunci sehingga mereka terjepit, meninggalkan gelembung besar di belakang. Terkadang gelembung ini tidak pernah terhubung kembali ke lubang kunci utama. menghasilkan gelombang kejut akustik. Ini mendorong pori-pori yang tersisa menjauh dari lubang kunci, “jelas Rollett.

Penting untuk dicatat bahwa lubang kunci itu sendiri bukanlah cacat dan, misalnya, meningkatkan efisiensi laser. Dengan menggunakan peralatan sinar-X sinkrotron di Laboratorium Nasional Argonne, satu-satunya fasilitas di Amerika Serikat tempat para peneliti dapat menjalankan eksperimen ini, mereka mencatat bahwa ada batas yang jelas antara lubang kunci yang stabil dan yang tidak stabil.

“Selama Anda tetap berada di luar zona bahaya [i.e., too hot, too slow], risiko meninggalkan cacat cukup kecil, “kata Rollett.

Fluktuasi kedalaman lubang kunci meningkat tajam dengan penurunan kecepatan pindai dan daya laser di sisi batas yang tidak stabil.

“Anda dapat menganggap batas sebagai batas kecepatan, kecuali itu kebalikan dari mengendarai mobil. Dalam hal ini, itu menjadi lebih berbahaya saat Anda melambat. Jika Anda di bawah batas kecepatan, maka Anda hampir pasti menghasilkan cacat, “tambah Rollett.

Pada skala yang lebih luas, dengan membuktikan keberadaan batas porositas lubang kunci yang terdefinisi dengan baik dan menunjukkan kemampuan untuk mereproduksinya, sains dapat menawarkan dasar yang lebih aman untuk memprediksi dan menyempurnakan proses pencetakan. Rollett, yang merupakan wakil direktur fakultas di Next Manufacturing Center Carnegie Mellon, berpikir bahwa temuan dari penelitian ini akan segera menemukan cara mereka untuk mengetahui cara perusahaan mengoperasikan printer 3D mereka.

Tonton Prof. Rollett membahas proses pencetakan 3D dengan logam serta menggunakan teknik karakterisasi tingkat lanjut untuk memecahkan tantangan industri di lapangan.

Tim peneliti termasuk penulis utama Tao Sun, University of Virginia; Cang Zhao, Universitas Tsinghua, Cina; Niranjan D. Parab dan Kamel Fezzaa, Laboratorium Nasional Argonne; Xuxiao Li dan Wenda Tan, Universitas Utah.

Sumber pendanaan termasuk Departemen Energi, Departemen Pertahanan, program Inisiatif Kepemimpinan Universitas Administrasi Penerbangan dan Antariksa Nasional (NASA), National Science Foundation, dan dana awal dari Departemen Teknik Mesin di Universitas Tsinghua dan Universitas Virginia.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney