ທອງສຳລະດັບທີເຕເນຍຈຳນວນ 10 ຊິ້ນທີ່ຜະລິດດ້ວຍເຕັກໂນໂລຢີ 3D printing ໄດ້ຕັ້ງບັນທຶກບັນທຶກໂລກໃໝ່. ແຫຼ່ງທີ່ມາ: ສະມາຄົມວິທະຍາສາດ ແລະ ເຕັກໂນໂລຢີປັກກິງ

ການພິມ 3D ສາມາດຜະລິດຊີ້ນສ່ວນທີ່ເຮັດຈາກໂລຫະທີ່ມີໂຄງສ້າງສັບສົນ ແລະ ມີນ້ຳໜັກເບົາໄດ້ຢ່າງງ່າຍດາຍ, ເຊິ່ງເປັນສິ່ງທີ່ດຶງດູດຢ່າງໃຫຍ່ຫຼວງຕໍ່ອຸປະກອນລະດັບສູງຂອງອະນາຄົດເຊັ່ນ: ເຄື່ອງບິນ ແລະ ຢານອະວະກາດ ທີ່ມີເປົ້າໝາຍໃນການຫຼຸດນ້ຳໜັກ ແລະ ການບູລະນາການ. ແຕ່ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຊີ້ນສ່ວນໂລຫະທີ່ຜະລິດດ້ວຍເຕັກນິກການພິມ 3D ມັກຈະມີຂໍ້ບົກຜ່ອງທີ່ສຳຄັນ—ຄຸນສົມບັດການຕ້ານການເກີດຄວາມເຄີຍ (fatigue performance) ທີ່ບໍ່ດີ, ໝາຍຄວາມວ່າ ມັນມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເກີດການແ cracks ຈາກຄວາມເຄີຍ (fatigue cracking) ໃຕ້ການຮັບພາລະທີ່ປ່ຽນແປງໄປມາ (cyclic loading), ຈຶ່ງຈຳກັດການນຳໃຊ້ໃນການປະຍຸກໃຊ້ທີ່ສຳຄັນຢ່າງຮຸນແຮງ. ໃນເວລາທີ່ຜ່ານມາ, ທີມງານທີ່ນຳພາໂດຍນັກຄົ້ນຄວ້າ ທ່ານ Zhang Zhefeng ແລະ ທ່ານ Zhang Zhenjun ຈາກສະຖາບັນຄົ້ນຄວ້າດ້ານໂລຫະ (Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences - IMR, CAS) ໄດ້ພັດທະນາເຕັກນິກການປຸງແຕ່ງຫຼັງການພິມ 3D ໃໝ່. ວັດຖຸດິບທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມອະລໍຢູ້ (titanium alloy) ທີ່ຜະລິດດ້ວຍເຕັກນິກ NAMP ນີ້ ແສດງໃຫ້ເຫັນຄຸນສົມບັດການຕ້ານຄວາມເຄີຍທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນນີ້ ໃຕ້ເງື່ອນໄຂອັດຕາຄວາມເຄີຍ (stress ratio) ຕ່າງໆ, ໂດຍຄຸນສົມບັດການຕ້ານຄວາມເຄີຍທັງໝົດຂອງມັນເກີນກວ່າວັດຖຸດິບໂລຫະທັງໝົດທີ່ຮູ້ຈັກໃນປັດຈຸບັນ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງໄດ້ກຳຈັດອຸປະສັກທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດອັນໜຶ່ງທີ່ຂັດຂວາງການນຳໃຊ້ເຕັກນິກການພິມ 3D ໃນດ້ານທີ່ຕ້ອງການຄວາມຖືກຕ້ອງສູງ ແລະ ດ້ານທີ່ທັນສະໄໝທີ່ສຸດ. ຜົນໄດ້ຮັບທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຈາກການຄົ້ນຄວ້ານີ້ ໄດ້ຖືກເຜີຍແຜ່ໃນວາລະສານ Science Advances.

ໃນຕົ້ນປີ 2024 ທີມງານໄດ້ຄິດຄົ້ນຂະບວນການ NAMP ໃໝ່ທີ່ສາມາດຄວບຄຸມໂຄງສ້າງພາຍໃນ ແລະ ຂໍ້ບົກເບື່ອນຂອງວັດຖຸໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນ。 ໂລຫະທີເຕເນີຽມທີ່ເປັນທີ່ນິຍົມໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດຄື Ti-6Al-4V ທີ່ຜະລິດດ້ວຍຂະບວນການນີ້ ສາມາດກຳຈັດຮູບເລັກໆ (micropores) ແລະ ໂຄງສ້າງຈຸລະພາກທີ່ເກີນໄປ (coarse microstructures) ອອກໄດ້ທັງສອງຢ່າງ—ເຊິ່ງເປັນສາເຫດຫຼັກທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເໝື່ອຍລ້າ (fatigue)。 ວັດຖຸໃໝ່ນີ້ໄດ້ທຳລາຍບັນທຶກໂລກສຳລັບ "ຄວາມເຂັ້ມແຂງຕໍ່ຄວາມເໝື່ອຍລ້າຈຳເພາະນ້ຳໜັກ" (specific fatigue strength) ໃນເງື່ອນໄຂທີ່ມີອັດຕາຄວາມເຄັ່ນ (stress ratio) ປະເພດ "ດຶງ-ດຶງ" (tension-tension)।

ຢ่างໃດກໍຕາມ ສ່ວນປະກອບທີ່ຈິງໃນໂລກເຊັ່ນ: ແຜ່ນພັດຂອງເຄື່ອງຍົນ ແລະ ລ້ອມເຄື່ອງບິນ ຖືກສັ່ງໃຫ້ຮັບສະພາບການເຄື່ອນໄຫວທີ່ສັບສົນຫຼາຍ, ລວມທັງສະພາບການ "ດຶງ-ດຶງ" ແລະ "ດຶງ-ກົດ" ເຊິ່ງໝາຍຄວາມວ່າ ອັດຕາສ່ວນຂອງຄວາມເຄັ່ນແຕກຕ່າງກັນ. ອັດຕາສ່ວນຄວາມເຄັ່ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດກົນໄກການເສື່ອມສະພາບທີ່ແຕກຕ່າງກັນພາຍໃນວັດສະດຸ. ວິທີຈັດເລຽງຈຸລະສັດຂອງອະລູມິເນຍທີ່ເຮັດຈາກທີເຕນຽມແບບດັ້ງເດີມມັກຈະມີຂໍ້ຈຳກັດ—ມັນເຮັດວຽກໄດ້ດີພຽງແຕ່ໃນອັດຕາສ່ວນຄວາມເຄັ່ນທີ່ກຳນົດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ອາດຈະເຮັດວຽກໄດ້ບໍ່ດີເທົ່າໃດເມື່ອອັດຕາສ່ວນຄວາມເຄັ່ນປ່ຽນແປງ. ສິ່ງນີ້ເຮັດໃຫ້ການຜະລິດວັດສະດຸທີ່ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ດີໃນສະພາບການໃຊ້ງານທັງໝົດເປັນເລື່ອງທີ່ຍາກຫຼາຍ.

ເມື່ອເປີດເຜີຍບັນຫາທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນນີ້ ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ລະບຸຈຸດອ່ອນຂອງອະລູມິເນັຽມທີ່ເກີດຈາກທັງໝົດທີ່ມີແນວໂນ້ມຈະເກີດການແ cracks ຈາກຄວາມເຄັ່ງຕຶງ ແລະ ຮູບແບບຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ເກີດຂຶ້ນ. ໂດຍໃຊ້ຂະບວນການ NAMP ພວກເຂົາໄດ້ຜະລິດໂຄງສ້າງທີ່ພິມ 3 ມິຕິທີ່ບໍ່ມີຮູເກືອບທັງໝົດ ເຊິ່ງສາມາດປັບປຸງຈຸດອ່ອນທັງໝົດໃນເວລາດຽວກັນ. ອະລູມິເນັຽມທີ່ພິມ 3 ມິຕິນີ້ມີລັກສະນະທີ່ຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຕໍ່ການເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶງໄດ້ສູງຢູ່ໃນສະພາບການຄວາມເຄັ່ງຕຶງເຕັມຮູບແບບ.

ຂໍ້ມູນທີ່ໄດ້ຈາກການທົດສອບສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ ໃນການທົດສອບຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ມີອັດຕາຄວາມເຄັ່ງຕຶງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ຄວາມເຂັ້ມແຂງຕໍ່ການເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງວັດສະດຸໃໝ່ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ເກີນກວ່າອະລູມິເນັຽມທັງໝົດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງມີ "ຄວາມເຂັ້ມແຂງຕໍ່ການເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶງເທົ່າກັບນ້ຳໜັກ" ທີ່ດີເລີດກວ່າວັດສະດຸທັງໝົດທີ່ເປັນເລືອກທັງໝົດ ເຊິ່ງເປັນບັນທຶກໃໝ່ຂອງໂລກ.