Pam mae Inconel 718 yn cael ei alw'n uwch-aloi?
Sylfaen ein diwydiannau awyrofod, amddiffyn ac ynni yw adeiladu cydrannau a all wrthsefyll gwres a phwysau eithafol. Mae'r rhannau hyn fel arfer yn cael eu gwneud o fetel o'r enw Inconel 718, aloi nicel-cromiwm tymheredd uchel hynod o gryf, sy'n gwrthsefyll cyrydiad.
Mae'r metel hwn fel arfer yn cael ei beiriannu, ei saethu'n beiriannu, ei dynnu, ei rolio, a'i weldio i greu'r siâp a'r microstrwythur sy'n ofynnol i gael yr eiddo perfformiad uchel a ddymunir. Defnyddir y metel yn gyffredin mewn peiriannau roced, peiriannau jet, llongau pwysau, tyrbinau nwy a chydrannau eraill. Ond mae prosesu metel yn ddrud. Ar gyfer rhannau â geometregau cymhleth a nodweddion mewnol, gweithgynhyrchu uniongyrchol (cynhyrchu'r cynnyrch yn ei ffurf derfynol) fydd y greal sanctaidd economaidd.
Er mwyn cyflawni hyn, mae ymchwilwyr yn troi at weithgynhyrchu ychwanegion (AM), yn benodol technoleg ymasiad gwely powdr laser (LPBF), i gyflawni "siâp net agos," gweithgynhyrchu cydrannau awyrofod bron yn derfynol. Oherwydd bod gwrthrychau 3D yn cael eu hadeiladu fesul haen trwy weithgynhyrchu ychwanegion, ac mae gan wahanol rannau o'r deunydd gyfraddau oeri gwahanol, mae amrywiaeth o drawstoriadau a microstrwythurau yn cael eu ffurfio. Yr her yw bod amodau thermol LPBF yn arwain at ficrostrwythur a phriodweddau mecanyddol nad ydynt ar y lefel sy'n ofynnol ar gyfer y cynnyrch terfynol.
Gall triniaethau gwres ôl-broses helpu i adfer eiddo dymunol, ond mae dyfeisio'r dulliau trin mwyaf effeithlon wrth gynnal y microstrwythur targed yn gofyn am bŵer cyfrifiadurol sylweddol.
Mae Canolfan Ymchwil Technolegau Unedig (UTRC), mewn cydweithrediad â Pratt & Whitney ac UTC Aerospace Systems, yn datblygu model proses sy'n seiliedig ar ffiseg i ragfynegi microstrwythur rhannau strwythurol awyrofod a weithgynhyrchir yn ychwanegol wedi'u gwneud o uwch-aloiau nicel.
