University of Wisconsin-Madison 엔지니어 엔지니어는 레이저 파우더 베드 퓨전이라는 눈에 띄는 첨가제 제조 기술을 사용하여 생산 된 부품에서 세 가지 유형의 룰렛 게임 동시에 완화하는 방법을 찾았습니다.
주도Lianyi Chen, 부교수룰렛 확률 부서기계룰렛 확률UW-Madison에서 팀은 메커니즘을 발견하고 이러한 룰렛 게임이 크게 감소 할 수있는 처리 조건을 식별했습니다. 연구원들은 2024 년 11 월 16 일에 출판 된 논문에서 그들의 연구 결과를 자세히 설명했다.국제 공작 기계 및 제조 저널.
Lianyi Chen
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항공 우주, 의료 및 에너지를 포함한 다중 산업은 기존 방법을 사용하여 생성하기 어렵거나 불가능한 복잡한 모양으로 금속 부품을 생산하기 위해 첨가제 제조 (3D 프린팅이라고도 함)를 사용하는 데 점점 더 관심이 있습니다.
그러나 큰 도전은 첨가제 제조로 생성 된 금속 부품에는 기공이나 "공간", 거친 표면 및 큰 스패 터와 같은 룰렛 게임이있어 완성 된 부품의 신뢰성과 내구성을 크게 손상 시킨다는 것입니다. 이러한 품질 문제는 실패가 옵션이 아닌 중요한 응용 분야에 3D 인쇄 부품이 사용되는 것을 방지합니다.
부품 품질과 제조 생산성을 동시에 증가시키는 경로를 제공함으로써 UW-Madison 팀의 진보는 레이저 파우더 베드 퓨전의 광범위한 산업 채택으로 이어질 수 있습니다.
레이저 파우더 베드 퓨전은 고 에너지 레이저 빔을 사용하여 금속 분말의 얇은 층을 녹이고 융합시켜 바닥에서 층으로 부품 층을 구성합니다. 이 연구에서 UW-Madison 팀은 일반적인 가우스 형 빔 대신 Nlight라는 주요 레이저 회사가 제공하는 혁신적인 링 모양 레이저 빔을 사용했습니다..
링 모양의 레이저 빔은이 획기적인“현장”실험과 마찬가지로이 돌파구에서 중요한 역할을했다고 논문의 주요 저자이자 Chen 그룹의 박사 과정 학생 인 Jiandong Yuan은 말합니다.
인쇄 할 때 재료가 어떻게 행동했는지 확인하기 위해 연구원들은 Argonne National Laboratory의 초고속 고 에너지 싱크로트론 X- 레이 사용자 시설 인 Advanced Photon Source로 갔다. 고속 싱크로트론 X- 선 이미징, 이론적 분석 및 수치 시뮬레이션을 결합한 연구원들은 룰렛 게임 완화 메커니즘을 밝혀 냈으며, 이는 레이저 파우더 베드 퓨전 공정의 불안정성을 줄이는 현상을 포함하는 룰렛 게임 완화 메커니즘을 밝혀 냈습니다.
연구원들은 또한 고리 모양의 빔을 사용하여 그 과정에서 불안정성을 일으키지 않고 재료를 더 깊게 뚫을 수 있음을 보여주었습니다. 이를 통해 더 두꺼운 층을 인쇄하여 제조 생산성을 높일 수있었습니다.
Lianyi Chen은 Kuo K. & Cindy F. Wang 기계 공학 부교수입니다.
UW-Madison의 공동 작업자에는 Qilin Guo, Luis Escano, Ali Nabba, Minglei Qu, Junye Huang, Qingyuan Li, Allen Jonathan Román 및 Tim Osswald 교수가 포함됩니다. Argonne National Laboratory의 Samuel Clark과 Kamel Fezzaa 도이 프로젝트에 대해 협력했습니다.
이 작품은 National Science Foundation과 Wisconsin Alumni Research Foundation에서 지원했습니다.
주요 이미지 캡션 : 왼쪽부터 : Lianyi Chen 부교수 및 PhD 학생 Jiandong Yuan 및 Ali Nabaa는 룰렛 게임 및 높은 생산성 금속 첨가제 제조를위한 빔 형성 접근법 개발 작업을 수행합니다. 크레딧 : Joel Hallberg.