Enligt studien kan manipulering av gradientförhållandet för komponentmaterialen under riktad energiavsättning (en 3D-utskriftsteknik) leda till högpresterande funktionella material med minimala defekter. Kredit:National Korea Maritime &Ocean University
Material som används inom flyg, bilar, medicinsk utrustning och försvar måste tåla extremt tuffa miljöer. Små brister i materialen, det vill säga sprickor, kan leda till katastrofala konsekvenser och stora ekonomiska förluster. De flesta material klarar dock inte så höga temperaturer och tryck. Multimaterial, som funktionellt graderade material (FGM), som kombinerar olika material för att ge förbättrad prestanda, är idealiska i dessa situationer.
Multimaterial tillverkas normalt genom additiv tillverkning (AM), där skikt av olika material deponeras över varandra. Sprickor och porer är dock vanliga vid gränsskikten på grund av materialens olika egenskaper. Könsstympning försöker minska dessa sprickor genom att skapa en "gradient" till kompositionsförändringen över materialets volym. Nu har forskare från Korea Maritime and Ocean University utvecklat ett sätt att syntetisera en högpresterande kvinnlig könsstympning gjord av Inconel 718 och rostfritt stål (STS) 316L och minimera dess defekter.
Enligt professor Do-Sik Shim, som ledde studien, har Inconel 718 utmärkta egenskaper, men den är dyr. Genom att blanda den med STS 316L för att skapa en högpresterande kvinnlig könsstympning, har vi inte bara förbättrat dess tekniska och kommersiella fördelar. men dess ekonomiska genomförbarhet också." Deras resultat publiceras i Journal of Materials Research and Technology .
För sitt arbete deponerade forskargruppen STS 316L på Inconel 718 med en 3D-utskriftsteknik som kallas "riktad energideposition". De skapade tre typer av kvinnlig könsstympning, icke-graderade (NG), som involverade ett lager av STS avsatt direkt på Inconel, graderat (10) och graderat (25), som hade blandningsgradienter på 10% respektive 25%. De fann att gränssnittssprickor var vanliga i NG-typen, medan Graded (10) och Graded (25) endast hade sprickor i specifika regioner på grund av "kolonn-till-ekviaxiell övergång" (en övergång i mikrostrukturen hos kvinnlig könsstympning), nederbörd eller inkluderandet av titan-, aluminium- eller kromföroreningar. De såg dessutom att typen Graded (25) visade den högsta draghållfastheten och töjningen.
Dessa fynd indikerar att mikrostrukturen och de mekaniska egenskaperna hos kvinnlig könsstympning är starkt beroende av gradientförhållandet mellan komponenterna, vilket skapar potentialen att uppnå minimala eller till och med inga defekter i kvinnlig könsstympning. "Dessa resultat kommer att leda till förbättringar inom området, såsom minskade kostnader, förlängd komponentlivslängd i utrustning och förbättrad funktionalitet", säger professor Shim. Forskargruppens framtidsplaner inkluderar att använda den nya kvinnliga könsstympningen för att tillverka komplexa formade delar med AM-teknik. + Utforska vidare
