Ташкилотҳои ғайритиҷоратӣ, васоити ахбори омма ва ҷомеа метавонанд тасвирҳоро аз вебсайти Дафтари матбуоти MIT зери иҷозатномаи ғайритиҷоратӣ ва ғайритиҷоратӣ Attribution Creative Commons зеркашӣ кунанд.Шумо набояд тасвирҳои пешниҳодшударо тағир диҳед, танҳо онҳоро ба андозаи дуруст буред.Ҳангоми нусхабардории тасвирҳо кредитҳо бояд истифода шаванд;Қарзи "MIT" барои тасвирҳо, агар дар зер зикр нашуда бошад.
Муолиҷаи нави гармӣ, ки дар MIT таҳия шудааст, микроструктураи металлҳои чопшудаи 3D-ро тағир дода, маводро мустаҳкамтар ва ба шароити шадиди гармӣ тобовартар мекунад.Ин технология метавонад чопи 3D-и парчаҳо ва парчаҳои баландсифатро барои турбинаҳои газӣ ва муҳаррикҳои реактивӣ, ки нерӯи барқ тавлид мекунанд, имкон диҳад, ки тарҳҳои навро барои коҳиш додани истеъмоли сӯзишворӣ ва самаранокии энергия фароҳам оварад.
Лавҳаҳои турбинаи гази имрӯза бо истифода аз раванди анъанавии рехтагарӣ сохта мешаванд, ки дар он металли гудохта ба шаклҳои мураккаб рехта мешавад ва ба самт мустаҳкам карда мешавад.Ин ҷузъҳо аз баъзе хӯлаҳои металлии ба гармӣ тобовартарин дар сайёра сохта шудаанд, зеро онҳо барои бо суръати баланд чарх задан дар газҳои бениҳоят гарм, истихроҷи корҳо барои тавлиди нерӯи барқ дар нерӯгоҳҳо ва таъмини ҳаракати муҳаррикҳои реактивӣ пешбинӣ шудаанд.
Таваҷҷӯҳ ба истеҳсоли чархҳои турбина бо истифода аз чопи 3D афзоиш меёбад, ки ин ба ғайр аз манфиатҳои экологӣ ва иқтисодӣ ба истеҳсолкунандагон имкон медиҳад, ки тезтар геометрияҳои мураккабтар ва каммасраф пардаҳо истеҳсол кунанд.Аммо кӯшишҳо барои чопи турбинаҳои 3D ҳанӯз як монеаи бузургро бартараф накардаанд: хазанда.
Дар металлургия хазишро ҳамчун майли бебозгашт деформатсияи металл дар зери фишори доимии механикӣ ва ҳарорати баланд мефаҳманд.Ҳангоме ки муҳаққиқон имкони чопи чархҳои турбинаро меомӯзанд, онҳо дарёфтанд, ки раванди чоп донаҳои майдаи ҳаҷмаш аз даҳҳо то садҳо микрометрро тавлид мекунад - микроструктураи, ки махсусан ба хазандагон майл дорад.
"Дар амал, ин маънои онро дорад, ки турбинаи газ мӯҳлати кӯтоҳтар хоҳад дошт ё камтар сарфакор хоҳад буд" гуфт Захари Кордеро, профессори аэрокосмосии Boeing дар MIT."Инҳо натиҷаҳои бади гаронарзиш мебошанд."
Кордеро ва ҳамкорон роҳи беҳтар кардани сохтори хӯлаҳои чопшудаи 3D-ро тавассути илова кардани як қадами иловагии коркарди гармӣ пайдо карданд, ки донаҳои ҷаримаи маводи чопиро ба донаҳои калонтари “сутунӣ” табдил медиҳад – микроструктураи қавитаре, ки потенсиали хазидани маводро кам мекунад.моддӣ, зеро "сутунҳо" бо меҳвари фишори максималӣ мувофиқат мекунанд.Ба гуфтаи муҳаққиқон, равише, ки имрӯз дар Additive Manufacturing тавсиф шудааст, роҳро барои чопи саноатии 3D-и турбинаҳои газӣ боз мекунад.
"Дар ояндаи наздик, мо интизорем, ки истеҳсолкунандагони турбинаҳои газӣ пардаҳои худро дар корхонаҳои бузурги истеҳсоли иловагиҳо чоп кунанд ва сипас бо истифода аз коркарди гармии мо коркард кунанд" гуфт Кордеро."Чопкаи 3D ба меъмории нави хунуккунӣ имкон медиҳад, ки самаранокии гармии турбинаҳоро афзоиш дода, ба онҳо имкон медиҳад, ки дар баробари сӯхтани сӯзишвории камтар ва дар ниҳоят камтар гази карбон партоянд."
Таҳқиқоти Кордеро аз ҷониби муаллифони пешбар Доминик Пичи, Кристофер Картер ва Андрес Гарсиа-Ҷименез аз Донишкадаи технологии Массачусетс, Анурахапрадха Мукундан ва Мари-Агата Шарпан аз Донишгоҳи Иллинойс дар Урбана-Шампайн ва Донован Леонард аз О. Лабораторияи миллии Ridge.
Усули нави даста як шакли дубора кристаллизатсияи самтӣ, коркарди гармӣ мебошад, ки маводро тавассути минтақаи гарм бо суръати дақиқи назоратшаванда интиқол медиҳад ва бисёр донаҳои микроскопии маводро ба кристаллҳои калонтар, мустаҳкамтар ва якхела муттаҳид мекунад.
Рекристаллизатсияи самтӣ зиёда аз 80 сол пеш ихтироъ шуда буд ва ба маводи деформатсияшаванда татбиқ карда шуд.Дар таҳқиқоти нави худ, як гурӯҳи MIT дубора кристаллизатсияи мустақимро ба хӯлаҳои чопшудаи 3D истифода кардааст.
Даста ин усулро дар хӯлаҳои 3D чопшудаи никел, металлҳои маъмулан рехташуда ва дар турбинаҳои газ истифодашаванда озмуданд.Дар як силсила таҷрибаҳо, муҳаққиқон намунаҳои 3D-чопшудаи суперхӯлаҳои ба чӯб монандро дар ваннаи оби ҳарорати хонагӣ мустақиман дар зери чархи индуксионӣ ҷойгир карданд.Онхо хар як чуякро охиста-охиста аз об бароварда, онро бо суръатхои гуногун аз як галтак гузарони-данд, чубхоро ба харорати аз 1200 то 1245 дарача хеле гарм карданд.
Онҳо дарёфтанд, ки кашидани чӯб бо суръати муайян (2,5 миллиметр дар як соат) ва дар ҳарорати муайян (1235 дараҷа) градиенти баланди ҳароратро ба вуҷуд меорад, ки гузариши микроструктураи майдаи матбуоти чопиро ба вуҷуд меорад.
"Мавод ҳамчун зарраҳои хурде оғоз меёбад, ки нуқсонҳо номида мешаванд, ба монанди спагетти шикаста", - шарҳ дод Кордеро.«Вақте ки шумо маводро гарм мекунед, ин камбудиҳо нест мешаванд ва аз нав барқарор мешаванд ва донаҳо метавонанд афзоиш ёбанд.донаҳо тавассути азхудкунии маводи ноқис ва донаҳои хурдтар - раванде, ки дубора кристаллизатсия номида мешавад.
Пас аз хунук кардани чӯбҳои бо гармӣ коркардшуда, муҳаққиқон бо истифода аз микроскопҳои оптикӣ ва электронӣ микроструктураи онҳоро тафтиш карданд ва муайян карданд, ки донаҳои микроскопии чопшудаи мавод бо донаҳои "сутунӣ" ё минтақаҳои дарози кристаллӣ, ки аз аслиаш хеле калонтар буданд, иваз карда шудаанд. дона..
"Мо комилан аз нав сохтем" гуфт муаллифи пешбари Доминик Печ."Мо нишон медиҳем, ки мо метавонем андозаи ғалларо бо якчанд фармоиши бузургӣ зиёд кунем, то миқдори зиёди донаҳои сутунро ба вуҷуд орем, ки ин бояд аз ҷиҳати назариявӣ ба беҳбудии назарраси хосиятҳои хазандагон оварда расонад."
Гурӯҳ инчунин нишон дод, ки онҳо метавонанд суръати кашидан ва ҳарорати намунаҳои чӯбро назорат кунанд, то донаҳои афзояндаи маводро дуруст танзим кунанд ва минтақаҳои ҳаҷм ва самти мушаххаси ғалладона эҷод кунанд.Кордеро мегӯяд, ки ин сатҳи назорат метавонад ба истеҳсолкунандагон имкон диҳад, ки чархҳои турбинаро бо микроструктураҳои мушаххаси макон чоп кунанд, ки метавонанд ба шароити мушаххаси корӣ мутобиқ карда шаванд.
Кордеро ба нақша гирифтааст, ки коркарди гармии қисмҳои чопшудаи 3D-ро ба чархҳои турбина наздиктар озмоиш кунад.Даста инчунин роҳҳои суръат бахшидан ба тобоварӣ ва инчунин озмоиши муқовимат ба ҳаракати сохторҳои коркарди гармиро меҷӯяд.Сипас онҳо тахмин мезананд, ки коркарди гармӣ метавонад ба татбиқи амалии чопи 3D барои тавлиди чархҳои турбинаи дараҷаи саноатӣ бо шаклҳо ва намунаҳои мураккабтар имкон диҳад.
Кордеро гуфт: "Парчаҳо ва геометрияи тирҳои нав турбинаҳои газии заминӣ ва дар ниҳоят муҳаррикҳои ҳавопайморо сарфакоронатар мекунанд"."Аз нуқтаи назари аввалия, ин метавонад тавассути баланд бардоштани самаранокии ин дастгоҳҳо партовҳои CO2-ро коҳиш диҳад."
Вақти фиристодан: Ноябр-15-2022
