Академиялык изилдөөлөр, түшүнүктүү тил

Verianla | Кыргызча академиялык изилдөөлөр жана илим

27 сентябрь 2026, Жекшемби
VERİANLAКөз карандысыз илимий басма
Менюну ачуу же жабуу
...
Башкы бет / Колдонмо илимдер / Инженерия / Металл порошокторунан катмарлап өндүрүү үчүн электрон нур технологиясы: эксперименттик 3D принтер, Ti6Al4V ELI үлгүлөрү жана беттик жыйынтыктар
Инженерия

Металл порошокторунан катмарлап өндүрүү үчүн электрон нур технологиясы: эксперименттик 3D принтер, Ti6Al4V ELI үлгүлөрү жана беттик жыйынтыктар

Бул изилдөө металл порошокторунан бөлүктөрдү вакуумда катмар-катмар өндүрүү үчүн эксперименттик электрон нурлуу кошумча өндүрүш системасын иштеп чыгып, түзүлүштүн механикалык, электрдик жана программалык инфраструктурасын курган жана Ti6Al4V ELI титан эритмеси порошогунан 25 эксперименттик үлгү чыгарган.

01/08/2026  Veri Anla 12 көрүү
Металл порошокторунан катмарлап өндүрүү үчүн электрон нур технологиясы: эксперименттик 3D принтер, Ti6Al4V ELI үлгүлөрү жана беттик жыйынтыктар

Бул изилдөө, metal tozlarından parçaların вакуум астында жана катмар-катмар üretilmesi үчүн эксперименттик bir электрон нурлуу кошумча өндүрүш sistemi иштеп чыккан; cihazın механикалык, электрдик жана программалык altyapısını курган жана Ti6Al4V ELI титан эритмеси tozundan 25 эксперименттик үлгү üretmiştir. Numunelerde электрон нуру кыймыл ылдамдыгы, нур кубаттуулугу жана динамикалык фокустоо агымы değiştirilmiş; беттик морфология сканерлөөчү электрон микроскобуyla, химиялык курам ise seçilen üç numunede изилденген. Üretilen numunelerin vanadyum içeriği başlangıç tozuyla uyumlu bulunurken алюминий içeriğinin toza göre %0,6–1,96 дагы төмөн olduğu билдирилген. Муну менен бирге изилдөө, çekme dayanımı, yorulma, yoğunluk, gözeneklilik, mikroyapı, nicel бет pürüzlülüğü же tekrarlı өндүрүш istatistiği sunmadığından ürünlerin механикалык жана endüstriyel yeterliliği bu sonuçlarla тастыкталган эмес.

Эксперименттик система; 60 kV жогорку чыңалуу kaynağı, электрон нуру tabancası, elektromanyetik tarama жана dinamik odaklama birimleri, порошок hazneleri, hareketli өндүрүш платформасы, вакуум системасы, MCP kontrolörü жана өнөр жай компьютериdan турат. Өндүрүш akışı CAD modelinden STL dosyasına, Materialise Magics менен model hazırlamaya, BuildProcessor менен katmanlara ayırmaya, MCP tabanlı электрон нуру kontrolüne жана baskı sonrası temizleme менен desteklerin uzaklaştırılmasına kadar bütünleşik biçimde tasarlanmıştır.

Түркия жагынан баалоо: Изилдөө; Türkiye’de havacılık, savunma, türbin üretimi, biyomedikal mühendislik жана metal кошумча өндүрүш alanlarında yerli электрон нурлуу 3B yazıcı geliştirilmesi жагынан değerli bir система mimarisi örneği sunmaktadır. Айрыкча вакуум астында reaktif titanyum alaşımlarının işlenmesi, ışının elektromanyetik катары taranması жана işlem parametrelerinin ürün bazında programlanması Türkiye’de geliştirilecek изилдөө altyapılarına uyarlanabilir. Бирок aynı sonuçların Türkiye’de elde edilebilmesi үчүн yerel түзүлүш bileşenleri, порошок partileri, вакуум seviyesi, ışın kalibrasyonu, termal çevrim, бет ölçümleri жана механикалык testlerle bağımsız doğrulama yapılmalıdır. Изилдөө, üretilen türbin kanatlarının uçuşa elverişli olduğunu же gösterilen tıbbi parçaların klinik kullanım үчүн güvenli, biyouyumlu ya da sertifikalı olduğunu далилдебейт.

Изилдөөнүн негизги максаты эмне?

Araştırmanın amacı, metal tozlarını bir электрон нуруyla вакуум астында eriterek üç boyutlu parçaları катмар-катмар oluşturabilen bir өндүрүш teknolojisi geliştirmektir. Изилдөө гана bir baskı parametresi deneyi değildir; механикалык өндүрүш düzeneğinin, электрон нуру kaynağının, вакуум системасыnin, hareket mekanizmalarının, көзөмөл donanımının жана программа zincirinin бирге kurulmasını kapsamaktadır.

Изилдөөчүлөр geliştirdikleri sistemi айрыкча havacılık, газ турбинасы üretimi, makine mühendisliği жана biyomedikal uygulamalar үчүн konumlandırmıştır. Муну менен бирге çalışmada bu sektörlere ait sertifikasyon, seri өндүрүш verimi, maliyet же gerçek hizmet koşullarında performans değerlendirmesi yapılmamıştır.

Elektron ışınlı eklemeli өндүрүш nasıl çalışmaktadır?

Өндүрүш sürecinde metal tozu вакуум odasındaki өндүрүш tablasına yayılmakta жана seçilen bölgeler odaklanmış bir электрон нуруyla eritilmektedir. Işın, dijital modelin ilgili katmandaki kesitini izler. Катмар tamamlandığında өндүрүш платформасы aşağı hareket eder, yeni bir порошок tabakası yayılır жана süreç tekrarlanır.

Elektron ışınının lazer yerine enerji kaynağı катары kullanılması iki негизги özellik sağlamaktadır. Birincisi, ışının механикалык bir tarama kafası yerine elektromanyetik saptırma bobinleriyle hızlı biçimde yönlendirilebilmesidir. İkincisi, жогорку вакуум ortamının titanyum gibi oksitlenmeye duyarlı жана kimyasal катары etkin malzemelerin işlenmesine uygun olmasıdır.

Çalışmada порошок yatağının eritme öncesinde болжол менен 700–1000 °C sıcaklığa kadar ısıtılabildiği belirtilmektedir. Изилдөөчүлөр, sıcak өндүрүш yatağının дагы önce katılaşmış katmanlarla yeni eritilen катмарлар arasındaki температура farkını azaltarak artık gerilmeleri, çatlakları жана şekil bozukluklarını sınırlayabileceğini ifade etmektedir. Бирок deneylerde колдонулган kesin yatak sıcaklıkları, температура өлчөө yöntemi жана numunelere ait termal çevrimler баяндалган эмес.

Şekil 1’deki өндүрүш düzeni ne göstermektedir?

Şekil 1, katkılı өндүрүш sürecinin негизги bileşenlerini şematik катары göstermektedir. Sistemin üst kısmında электрон нуру tabancası, odaklama bobini жана saptırma bobini; iki yanında порошок hazneleri; alt bölümünde ise ürün, destek yapıları, порошок yatağı жана hareketli platform bulunmaktadır.

Порошок, haznelerden yerçekimi etkisiyle өндүрүш alanına aktarılmaktadır. Makaleye göre ayrı bir hassas dozajlama mekanizması kullanılmamakta; haznelerden yeterli порошок seviyesi korunacak şekilde toplu besleme yapılmaktadır. Platform, her katmanın üretilmesinden sonra Z ekseninde aşağı hareket etmektedir.

Эксперименттик cihazın механикалык yapısı

Эксперименттик кошумча өндүрүш sistemi, SV-212M tipi küçük boyutlu bir электрон нуру kaynak düzeneği негизги alınarak geliştirilmiştir. Cihazın ana механикалык bileşenleri şunlardır:

  • Вакуум odası,
  • Өндүрүш yatağı,
  • Dikey hareket eden platform жана palet,
  • Metal tozunu taşıyan hazneler,
  • Tozu palet yüzeyine yayan hareketli ray же sıyırıcı,
  • Rayın yatay hareketini sağlayan elektrik motorlu tahrik,
  • Platformun düşey hareketini sağlayan kılavuz жана elektrik motoru,
  • Жогорку sıcaklığın вакуум odasına түздөн-түз etkisini azaltan koruyucu reflektör.

Şekil 2, вакуум odasının iç механикалык düzenini жана numaralandırılmış hareket bileşenlerini göstermektedir. Şekil 3 ise электрон нуру tabancası, жогорку чыңалуу birimi, вакуум odası, көзөмөл kabinleri жана өнөр жай компьютериın bulunduğu эксперименттик sistemin fiziksel görünümünü sunmaktadır.

Вакуум жана электрон нуру sistemi

Makaledeki açıklamaya göre вакуум системасы odada 10−4 Torr değerinden дагы iyi bir изилдөө basıncı sağlayabilmektedir. Жогорку gerilim kaynağı 60 kV gerilim жана электрон нуру үчүн 100 mA’ya kadar akım sağlayacak şekilde tanımlanmıştır.

Бирок Şekil 4’te жогорку чыңалуу kaynağı “60 kV/60 kW” biçiminde etiketlenmiştir. Metindeki 60 kV жана 100 mA маанилери en жогорку eşzamanlı değerler катары yorumlandığında 6 kW’a karşılık gelir. Şekildeki 60 kW etiketiyle metindeki akım değeri arasında açıklanmayan bir uyumsuzluk bulunmaktadır. Bu nedenle sistemin gerçek azami нур кубаттуулугу гана bu makaleye dayanarak kesinleştirilemez.

Elektrik жана көзөмөл sistemi

Elektron ışınının akımı, odaklanması жана X–Y doğrultularındaki taraması MCP adlı аппараттык камсыздоо kontrolörü tarafından yönetilmektedir. Kontrolör aynı zamanda platformun Z eksenindeki hareketini жана порошок dağıtma mekanizmasının yatay hareketini yönetmektedir.

Elektrik altyapısında şu bileşenler колдонулган:

  • 60 kV жогорку чыңалуу kaynağı,
  • Жогорку gerilim kablosuna bağlı электрон нуру tabancası,
  • İki kanallı tarama dalga biçimi yükselteci,
  • Dinamik odaklama sinyali yükselteci,
  • MCP işlem kontrolörü,
  • Siemens Sinamics S120 elektrikli tahrik sistemi,
  • Siemens Simotics 1FK7 elektrik motorları,
  • Windows 10 işletim sistemli өнөр жай компьютери,
  • Ana көзөмөл kabini жана вакуум системасы көзөмөл kabini.

Şekil 4’te жогорку чыңалуу kaynağı, вакуум системасы, өнөр жай компьютери, MCP kontrolörü, tarama yükselteci, dinamik odaklama yükselteci жана hareket sistemleri arasındaki sinyal akışı gösterilmektedir. Elektron ışını akımı Iw, statik odaklama akımı If жана динамикалык фокустоо агымы Ifd көзөмөл edilen негизги değişkenlerdir.

Программа жана аппараттык камсыздоо platformu

Система үчүн Materialise менен iş birliği içinde bir программа жана аппараттык камсыздоо platformu oluşturulmuştur. Platform, ürün geometrisinin hazırlanmasından baskının gerçek zamanlı izlenmesine kadar farklı yazılımları birbirine bağlamaktadır.

  • CAD yazılımı: Ürünün üç boyutlu geometrisinin oluşturulması үчүн kullanılır.
  • Materialise Magics: Modelin içe aktarılması, hatalarının düzeltilmesi, konumlandırılması, ölçeklendirilmesi жана destek yapılarının oluşturulması үчүн kullanılır.
  • BuildProcessor: Modeli katmanlara ayırır; материал, катмар kalınlığı, tarama düzeni, нур кубаттуулугу, кыймыл ылдамдыгы жана odaklama ayarlarını tanımlar.
  • MCP Operator: Өндүрүш sırasında parametrelerin ayarlanmasını, sürecin gerçek zamanlı görüntülenmesini жана gerektiğinde parametrelerin değiştirilmesini sağlar.
  • Toolbox: MCP kontrolörünün yapılandırılması жана 3B yazıcının kalibrasyonu үчүн kullanılır.

BuildProcessor tarafından oluşturulan görev dosyası Ethernet üzerinden MCP kontrolörüne gönderilmektedir. Kontrolör bu dosyadaki катмар geometrilerini жана işlem algoritmalarını kullanarak электрон нуруnı жана механикалык hareketleri yönetmektedir.

Katmanlı өндүрүш sürecinin aşamaları

Şekil 6’da өндүрүш zinciri beş ana grup altında көрсөтүлгөн:

  1. CAD: Tasarımın hazırlanması жана STL ya da destek biçimine dönüştürülmesi.
  2. Materialise Magics: Modelin içe aktarılması, geometrik hataların giderilmesi, konumlandırma, ölçeklendirme жана destek üretimi.
  3. BuildProcessor: Modellerin seçilmesi, өндүрүш temalarının atanması, katmanlara ayırma жана görev dosyasının oluşturulması.
  4. EBM kontrolü: Материал partisinin seçilmesi, vakumun oluşturulması, ışının hizalanması, kamera kalibrasyonu жана üretimin gerçekleştirilmesi.
  5. Son işlem: Kullanılmayan tozun geri kazanılması, desteklerin uzaklaştırılması, бет işlemi жана gerektiğinde sıcak izostatik presleme.

Çalışmada son işlem basamakları genel bir өндүрүш akışı катары берилген. Эксперименттик numunelerin gerçekten sıcak izostatik presleme işleminden geçirilip geçirilmediği belirtilmemektedir.

Ti6Al4V ELI tozunun özellikleri

Эксперименттик үлгүлөр үчүн Sino-Euro Materials Technologies of Xi’an tarafından өндүрүлгөн Ti6Al4V ELI титан эритмеси tozu колдонулган. Порошок, plazma eritme жана merkezkaçlı püskürtme esaslı PREP yöntemiyle даярдалган.

Şekil 7’deki elektron mikroskobu görüntüsü, parçacıkların büyük bölümünün küresel olduğunu göstermektedir. Küresel geometri, tozun akışını жана өндүрүш tablasına дагы düzenli yayılmasını destekleyen bir özelliktir. Муну менен бирге изилдөө, küresellik катышы же uydu parçacık miktarı gibi nicel морфология ölçütleri vermemektedir.

Порошок özelliğiBildirilen маани
Genel parçacık fraksiyonu45–106 µm
D1053–58 µm
D5085–90 µm
D90125–130 µm
Akış süresi20–25 s/50 g
Görünür yoğunluk2,5–2,7 g/cm³
Кычкылтек içeriği500–1800 ppm

Tablodaki genel fraksiyonun üst sınırı 106 µm olmasına rağmen D90 değeri 125–130 µm катары берилген. Bu iki маани birbiriyle түздөн-түз uyumlu görünmemektedir. Makale, fraksiyon eleme sınırı менен parçacık boyutu dağılımının hangi өлчөө yöntemiyle belirlendiğini açıklamadığından farkın nedeni doğrulanamamaktadır.

Başlangıç tozunun химиялык курамi

ElementTozda bildirilen kütle катышы
Алюминий%5,5–6,75
Vanadyum%3,5–4,5
DemirEn fazla %0,3
TitanyumKalan miktar
KarbonEn fazla %0,08
AzotEn fazla %0,05
HidrojenEn fazla %0,015

Çalışmanın bir bölümünde эритме adı “TiAl6Al4V ELI” biçiminde yazılmıştır. Diğer başlıklar, tablolar жана жыйынтыктар tutarlı biçimde Ti6Al4V ELI ifadesini kullandığından bu durum kaynak metindeki bir adlandırma же dizgi tutarsızlığıdır.

Эксперименттик үлгүлөр nasıl даярдалган?

Toplam 25 adet kare biçimli үлгү өндүрүлгөн. Numunelerin yatay boyutları 24×24 mm, toplam kalınlığı ise 10 mm катары берилген. Her үлгү үчүн ışın кыймыл ылдамдыгы, нур кубаттуулугу жана динамикалык фокустоо агымы ayrı ayrı tanımlanmıştır.

Bütün numunelerde ortak tutulan parametreler şunlardır:

  • Işın yörüngeleri arasındaki kayma adımı: 0,2 mm,
  • Порошок katmanı kalınlığı: 0,1 mm,
  • Tarama stratejisi: İki yönlü tarama,
  • Катмарлар arasındaki tarama yönü dönüşü: 90°.

Makale, 10 mm toplam kalınlığın “55 mm’sinin teknolojik destek, diğer 5 mm’sinin ürün gövdesi” olduğunu yazmaktadır. Toplam kalınlığın 10 mm olduğu bilgisiyle 55 mm destek yüksekliği aynı anda doğru olamaz. Bu açık iç tutarsızlık nedeniyle destek bölümünün gerçek kalınlığı metin üzerinden doğrulanamamaktadır жана маани sessizce 5 mm катары düzeltilmemiştir.

Эксперимент parametreleri nasıl değiştirilmiştir?

Üç негизги нур ылдамдыгы жана кубат çifti колдонулган:

  • 240 mm/s жана 270 W,
  • 540 mm/s жана 495 W,
  • 780 mm/s жана 675 W.

Dinamik odaklama akımı −1,20 A менен +1,27 A arasında değiştirilmiştir. Böylece aynı ылдамдык жана кубат koşullarında ışının odaklama davranışındaki değişimin беттик морфологияne etkisi gözlenmeye çalışılmıştır.

Kimyasal bileşim үчүн hangi үлгүлөр seçilmiştir?

Kimyasal inceleme үчүн 2, 5 жана 8 numaralı үлгүлөр seçilmiştir. Bu üç numunede динамикалык фокустоо агымы aynı, Idf = −0,61 A’dır; ışın hızları жана güçleri ise farklıdır:

  • Үлгү 2: 780 mm/s жана 675 W,
  • Үлгү 5: 540 mm/s жана 495 W,
  • Үлгү 8: 240 mm/s жана 270 W.

Bu seçim, динамикалык фокустоо агымыnı sabit tutarak ылдамдык жана кубат çiftleri arasındaki farkı incelemeyi amaçlamaktadır. Муну менен бирге ылдамдык жана кубат aynı anda değiştirildiği үчүн bu iki parametrenin bireysel etkileri birbirinden ayrıştırılamamaktadır.

Kimyasal bileşim sonuçları

ҮлгүӨлчөөAl, kütlece %V, kütlece %Fe, kütlece %Ti, kütlece %
215,044,210,0190,75
224,854,330,0690,76
235,094,400,0290,48
544,554,32Bildirilmemiş91,13
554,324,63Bildirilmemiş91,05
564,794,25Bildirilmemiş90,96
875,004,28Bildirilmemiş90,72
885,174,04Bildirilmemiş90,79
894,904,38Bildirilmemiş90,72

Алюминий içeriği bütün ölçümlerde %4,32–5,17 arasında kalmıştır. Изилдөөчүлөр bu değerlerin başlangıç tozuna göre %0,6–1,96 төмөн olduğunu жана kaybın жогорку vakumda алюминийun дагы жогорку buharlaşma eğilimiyle ilişkili olabileceğini belirtmektedir.

Bu mekanizma çalışmada түздөн-түз buhar basıncı же kütle kaybı ölçümüyle test edilmemiştir. Dolayısıyla алюминий azalmasının nedeni, yazarların süreç koşullarına dayanan açıklamasıdır. Tozun başlangıç partisinden aynı yöntemle alınmış noktasal өлчөөлөр sunulmadığı үчүн her numunedeki kesin алюминий kaybının başlangıç bileşimine göre yeniden hesaplanması mümkün değildir.

Vanadyum маанилери genel катары başlangıç tozu aralığıyla uyumludur. Demir, 2 numaralı numunede %0,01–0,06 aralığında ölçülmüş; 5 жана 8 numaralı numunelerde tabloda маани verilmemiştir. Şekil 10’daki spektrumda titanyum ana pik, алюминий жана vanadyum дагы küçük pikler hâlinde görünmektedir.

SEM бет görüntüleri ne göstermektedir?

Yüzeyler Philips SEM-515 сканерлөөчү электрон микроскобуyla изилденген. Şekil 9’da numunenin merkez bölgesi жана dört kenarındaki ürün konturu ayrı inceleme alanları катары gösterilmektedir.

Şekil 11, 780 mm/s нур ылдамдыгы жана 675 W кубат altında динамикалык фокустоо агымыnın −1,20 A’dan +1,27 A’ya değiştirildiği dokuz бет görüntüsünü karşılaştırmaktadır. Yüzeylerin çoğunda tarama yönünü izleyen şeritli жана yönlü bir морфология көрүнөт.

Dinamik odaklama akımı değiştikçe şu görsel farklılıklar ortaya çıkmaktadır:

  • Şeritlerin belirginliği değişmektedir.
  • Бет dalgalarının же kabartı tepelerinin aralığı değişmektedir.
  • Bazı numunelerde yerel mikropürüzlü bölgeler көрүнөт.
  • Bazı koşullarda dalgalı жана дагы düzensiz bir бет турат.
  • Бет kabartısının görünür yüksekliği жана sürekliliği değişmektedir.

Şekil 12’de 240 mm/s жана 270 W koşulundaki üç үлгү gösterilmektedir. Bu yüzeylerde bazı bölgelerde belirgin şeritli yapı zayıflamış жана бет kabartıları arasındaki mesafe дагы kaba hâle gelmiştir. Авторлор bu değişimi farklı ısınma жана soğuma koşullarıyla ilişkilendirmektedir.

Görüntüler беттик морфологияnin parametrelere bağlı катары değiştiğini колдойт; бирок çalışmada Ra, Rz, tepe yüksekliği, şerit aralığı же gözenek катышы gibi nicel өлчөөлөр verilmemiştir. Bu nedenle hangi parametre takımının “en pürüzsüz” же “en kaliteli” yüzeyi oluşturduğu kesin bir sayısal ölçüte göre belirlenememektedir.

Türbin kanatları жана tıbbi ürün modelleri

Optimizasyon çalışmalarının ardından эксперименттик cihazda газ турбинасы stator kanatları, bir kafatası implantı modeli жана biyoprotez катары adlandırılan бөлүктөр өндүрүлгөн.

Şekil 13’te iki farklı tozdan üretilen stator kanadı modelleri gösterilmektedir:

  • 45–106 µm aralığında, PREP yöntemiyle өндүрүлгөн küresel Ti6Al4V ELI tozu,
  • 63–160 µm aralığında, HDH yöntemiyle өндүрүлгөн düzensiz şekilli VT-20 tozu.

Fotoğraflar parçaların genel geometrisinin üretilebildiğini göstermektedir. Муну менен бирге kanat profili ölçümü, boyutsal tolerans, бет pürüzlülüğü, iç boşluk, механикалык dayanım, yorulma же жогорку температура performansı баяндалган эмес.

Şekil 14’te delikli bir kafatası implantının компьютер modeli жана basılmış karşılığı; Şekil 15’te ise iki biyoprotez geometrisi менен basılmış ürünler yer almaktadır. Bu бөлүктөр Ti6Al4V ELI tozundan өндүрүлгөн. Çalışmada hücre kültürü, sitotoksisite, biyouyumluluk, sterilizasyon, бет temizliği, hayvan deneyi же klinik kullanım değerlendirmesi yapılmamıştır. Bu nedenle görseller гана geometrik өндүрүш gösterimi катары değerlendirilmelidir.

Изилдөөнүн күчтүү жактары nelerdir?

  • Механикалык, электрдик, вакуум жана программа bileşenlerini kapsayan bütünleşik bir эксперименттик түзүлүш geliştirilmiştir.
  • Elektron ışınının taranması, odaklanması жана өндүрүш платформасыnun hareketi programlanabilir hâle getirilmiştir.
  • Gerçek Ti6Al4V ELI tozuyla 25 үлгү өндүрүлгөн.
  • Üç farklı ылдамдык–кубат çifti жана geniş bir динамикалык фокустоо агымы aralığı denenmiştir.
  • Başlangıç tozunun morfolojisi жана химиялык курамi raporlanmıştır.
  • Seçilmiş numunelerde химиялык курам жана беттик морфология изилденген.
  • Basit numunelerin yanında türbin kanadı жана karmaşık tıbbi geometriler basılmıştır.

Изилдөөнүн негизги чектөөлөрү nelerdir?

  • 25 үлгү üretilmesine rağmen parametre başına bağımsız tekrar sayısı verilmemiştir.
  • Эксперименттик tasarımda ылдамдык жана кубат бирге değiştiği үчүн etkileri ayrı ayrı belirlenememektedir.
  • Kimyasal analiz гана üç numunede жана toplam dokuz өлчөө noktasında yapılmıştır.
  • Kimyasal analiz yönteminin kalibrasyonu, algılama sınırı жана өлчөө belirsizliği түшүндүрүлгөн эмес.
  • Baskı sonrasında кычкылтек, azot, hidrojen жана karbon miktarları ölçülmemiştir.
  • Yoğunluk, gözeneklilik, ergime eksikliği жана iç çatlaklar nicel катары incelenmemiştir.
  • SEM görüntülerine rağmen nicel бет pürüzlülüğü маанилери verilmemiştir.
  • Mikroyapı, faz dağılımı, tane boyutu жана doku analizi yapılmamıştır.
  • Çekme, sertlik, darbe, yorulma, sürünme же kırılma tokluğu sonuçları sunulmamıştır.
  • Ürünlerin geometrik doğruluğu жана boyutsal toleransları ölçülmemiştir.
  • Вакуум, yatak sıcaklığı жана termal çevrim үчүн эксперимент süresince kaydedilmiş veriler verilmemiştir.
  • Türbin kanatları gerçek motor koşullarında denenmemiştir.
  • Tıbbi ürünlerde biyouyumluluk же klinik güvenlik doğrulaması yapılmamıştır.
  • Enerji tüketimi, өндүрүш süresi, порошок кайтарып алуу катышы жана maliyet analizi жок.

Изилдөө эмнени колдойт?

  • Вакуум altında metal tozu eritebilen эксперименттик bir электрон нурлуу кошумча өндүрүш sistemi kurulmuştur.
  • Система programlanmış dijital modellerden katmanlı ürün üretebilmiştir.
  • Ti6Al4V ELI tozundan 25 эксперименттик үлгү üretilebilmiştir.
  • Elektron ışını hızı, gücü жана динамикалык фокустоо агымы беттик морфологияni değiştirmiştir.
  • Seçilmiş numunelerde алюминий miktarı başlangıç tozu үчүн verilen aralığın altında kalmıştır.
  • Система, türbin kanadı жана karmaşık tıbbi бөлүк geometrilerini fiziksel катары oluşturabilmiştir.

Изилдөө эмнени далилдебейт?

  • Üretilen parçaların döküm ürünlerle aynı механикалык özelliklere sahip olduğunu bu deneyler далилдебейт.
  • Belirli bir işlem parametresinin механикалык dayanım жагынан optimum olduğunu göstermemektedir.
  • Türbin kanatlarının gerçek газ турбинасыnde güvenle çalışabileceğini далилдебейт.
  • Tıbbi parçaların insan vücudunda kullanım үчүн uygun же güvenli olduğunu göstermemektedir.
  • Cihazın seri өндүрүш kapasitesini, ekonomik üstünlüğünü же endüstriyel güvenilirliğini doğrulamamaktadır.
  • Алюминий kaybının гана buharlaşmadan kaynaklandığını түздөн-түз далилдебейт.
  • Gözeneksiz, tam yoğun же kusursuz ürün üretildiğini göstermemektedir.

Изилдөөнүн ыкмасы жана жыйынтыктары

Техникалык ыкманын кыскача мазмуну

Yöntem bileşeniÇalışmada uygulanan yaklaşım
Изилдөө türüЭксперименттик түзүлүш geliştirme, proses parametre taraması жана материал karakterizasyonu
Өндүрүш yöntemiВакуум altında порошок yatağının электрон нуруyla катмар-катмар eritilmesi
Эксперименттик cihazın temeliSV-212M küçük boyutlu электрон нуру kaynak sistemi
Изилдөө basıncı10−4 Torr değerinden дагы iyi вакуум
Жогорку gerilim60 kV
Bildirilen azami ışın akımı100 mA
Көзөмөл sistemiMCP kontrolörü жана өнөр жай компьютери
Hareket kontrolüSiemens Sinamics S120 жана Simotics 1FK7 motorlar
Model hazırlamaCAD жана Materialise Magics
Катмар oluşturmaBuildProcessor
Өндүрүш izlemeMCP Operator
KalibrasyonToolbox
ПорошокPREP yöntemiyle өндүрүлгөн Ti6Al4V ELI
Үлгү sayısı25
Үлгү boyutu24×24×10 mm
Катмар kalınlığı0,1 mm
Yörünge kayma adımı0,2 mm
Tarama düzeniİki yönlü, her katmanda 90° döndürülmüş
Бет inceleme cihazıPhilips SEM-515 сканерлөөчү электрон микроскобу
İstatistiksel analizBildirilmemiştir

Yirmi beş numunenin baskı parametreleri

ҮлгүIşın hızı, mm/sIşın gücü, WDinamik odaklama akımı, A
1780675−0,90
2780675−0,61
3240270−0,90
4540495−0,31
5540495−0,61
6780675−1,20
7540495+1,27
8240270−0,61
9780675−0,31
10780675+0,33
11540495+0,96
12540495+0,65
13240270−0,31
14240270+0,33
15240270+0,65
16780675+0,65
177806750
18240270−1,20
19540495−0,90
20540495−1,20
21780675+1,27
22780675+0,96
232402700
245404950
25540495+0,33

Негизги эксперименттик жыйынтыктар

  • Yirmi beş Ti6Al4V ELI numunesi эксперименттик электрон нурлуу sistemde üretilebilmiştir.
  • Yüzeylerde çoğunlukla tarama yönüne bağlı şeritli bir mikrorölyef görülmüştür.
  • Dinamik odaklama akımı, şeritlerin görünümünü, бет dalgalanmasını жана yerel mikropürüzlülüğü değiştirmiştir.
  • 240 mm/s жана 270 W koşullarında bazı yüzeylerde belirgin şerit yapısı zayıflamış жана дагы kaba bir rölyef пайда болгон.
  • Kimyasal analizlerde алюминий %4,32–5,17, vanadyum %4,04–4,63 aralığında ölçülmüştür.
  • Алюминий miktarının toza göre %0,6–1,96 дагы төмөн olduğu билдирилген.
  • Demir miktarı ölçüldüğü noktalarda %0–0,06 düzeyinde kalmıştır.
  • Ti6Al4V ELI жана VT-20 tozlarından эксперименттик türbin stator kanadı geometrileri üretilebilmiştir.
  • Ti6Al4V ELI tozundan kafatası implantı жана biyoprotez катары sunulan karmaşık geometriler basılabilmiştir.

Formül жана istatistiksel баалоо

Çalışmada түздөн-түз sunulmuş bir proses denklemi, enerji yoğunluğu formülü же ısı iletimi modeli жок. Bu nedenle нур кубаттуулугу, ылдамдык жана катмар geometrisinden yeni bir enerji yoğunluğu hesabı oluşturulmamıştır.

Çalışmada ortalama, standart sapma, güven aralığı, varyans analizi, regresyon, p değeri же anlamlılık eşiği verilmemiştir. Kimyasal bileşim tablosundaki tekrarlı noktalar istatistiksel катары özetlenmemiştir. Dolayısıyla farklı өндүрүш koşulları arasındaki farkların istatistiksel anlamlılığı belirlenemez.

Булак жана ыкма эскертүүсү

Çalışmanın tam özgün adı: Additive Electron Beam Technology for Manufacture of Metal Products from Powder Materials

Авторлор жана туура ирети: Vladyslav Matviichuk, Vladimir Nesterenkov, Olena Berdnikova. İncelenen makalede adlar V.A. Matviichuk, V.M. Nesterenkov жана O.M. Berdnikova biçiminde берилген; tam adlar makaledeki ORCID kayıtlarıyla eşleşen akademik автор sayfalarından doğrulanmıştır.

Eş birinci автор же eş katkı: Eş birinci автор ya da eş katkı bilgisi жок.

Жооптуу автор: Vladimir Nesterenkov

Мекемелик байланыш: E.O. Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, 11 Kazymyr Malevych Street, 03150 Kyiv, Ukrayna

ORCID:

  • Vladyslav Matviichuk: 0000-0002-9304-6862
  • Vladimir Nesterenkov: 0000-0002-7973-1986
  • Olena Berdnikova: 0000-0001-9754-9478

DOI:10.37434/tpwj2022.02.03

Dergi: The Paton Welding Journal

Жарыялоо bilgisi: 2022, Sayı 2, sayfa 16–25

Özgün yayıncı: International Association “Welding”

Жарыялоо платформасы: Paton Publishing House

Булак түрү: Эксперименттик ekipman geliştirme, proses araştırması жана материал incelemesi içeren hakemli özgün изилдөө makalesi

Рецензия абалы: The Paton Welding Journal’ın resmî жарыялоо politikasına göre dergiye sunulan makaleler hakem değerlendirmesinden geçirilmektedir.

Resmî жарыялоо bağlantısı:Paton Publishing House resmî makale sayfası

Bibliyografik tarih notu: Makale The Paton Welding Journal’ın Şubat 2022 sayısında gösterilmekte; metnin sonunda alınma tarihi 13 Aralık 2021, kabul tarihi ise 31 Mart 2022 катары verilmektedir. Kabul tarihinin sayı ayından sonra görünmesi kaynak içinde açıklanmayan bir tarih tutarsızlığıdır.

Bu Türkçe açıklama, yüklenen çalışmanın metni, түзүлүш şemaları, көзөмөл sistemi diyagramları, программа akışı, порошок görüntüsü, dört tablosu, 25 numunenin fotoğrafı, kimyasal spektrumu, SEM бет görüntüleri жана basılmış ürün örnekleri incelenerek даярдалган. Dış kaynaklar гана tam автор adları, DOI, dergi, yayıncı, расмий шилтеме жана hakemlik durumunun bibliyografik doğrulaması үчүн колдонулган. Çalışmada bulunmayan bilimsel жыйынтыктар makaleye eklenmemiştir.

Изилдөөнүн негизги чектөөлөрү; parametreler үчүн bağımsız tekrarların bulunmaması, механикалык özelliklerin ölçülmemesi, kimyasal analizin üç numuneyle sınırlı olması, nicel бет pürüzlülüğü жана kusur analizinin yapılmaması, geometrik toleransların verilmemesi жана endüstriyel ya da klinik doğrulamanın bulunmamasıdır. Gösterilen türbin жана tıbbi бөлүктөр, sistemin karmaşık geometri üretme yeteneğini göstermektedir; gerçek motor kullanımını же klinik güvenliği далилдебейт.


Бөлүшүү:

Пикирлер текшерилгенден кийин жарыяланат.Пикириңиз жактыруу процессине жөнөтүлүп, ылайыктуу деп табылганда көрүнөт.

Пикир калтырыңыз

E-mail дарегиңиз жарыяланбайт. Милдеттүү талаалар * менен белгиленген

Бул сайтта кукилерге уруксат берүү тажрыйбаңызды жакшыртат. Куки саясаты