Ин таҳқиқот барои истеҳсоли қисмҳо аз хокаҳои металлӣ дар вакуум ва ба таври қабат-қабат як системаи таҷрибавии истеҳсоли изофагии шуои электронӣ таҳия кардааст; зерсохтори механикӣ, барқӣ ва нармафзории дастгоҳро бунёд намуда, аз хокаи хӯлаи титании Ti6Al4V ELI 25 намунаи таҷрибавӣ истеҳсол кардааст. Дар намунаҳо суръати ҳаракати шуои электронӣ, қувваи шуоъ ва ҷараёни фокусонии динамикӣ тағйир дода шудаанд; морфологияи сатҳ бо микроскопи электронии сканкунанда ва таркиби химиявӣ дар се намунаи интихобшуда омӯхта шудааст. Миқдори ванадий дар намунаҳои истеҳсолшуда бо хокаи ибтидоӣ мувофиқ дониста шуда, гузориш шудааст, ки миқдори алюминий нисбат ба хока %0,6–1,96 камтар аст. Аммо азбаски таҳқиқот маълумот дар бораи қувваи кашиш, хастагӣ, зичӣ, ковокӣ, микросохтор, ноҳамвории миқдории сатҳ ё омори истеҳсоли такрорӣ пешниҳод намекунад, қобилияти механикӣ ва саноатии маҳсулот бо ин натиҷаҳо тасдиқ нашудааст.

Системаи таҷрибавӣ аз манбаи шиддати баланди 60 kV, тӯпи шуои электронӣ, воҳидҳои сканкунии электромагнитӣ ва фокусонии динамикӣ, зарфҳои хока, платформаи ҳаракаткунандаи истеҳсол, системаи вакуум, контроллери MCP ва компютери саноатӣ иборат аст. Ҷараёни истеҳсол аз модели CAD ба файли STL, омодасозии модел бо Materialise Magics, ҷудокунии қабатҳо бо BuildProcessor, идоракунии шуои электронӣ дар асоси MCP ва то тозакунии баъди чоп ва дур кардани такягоҳҳо ба таври муттаҳид тарҳрезӣ шудааст.

Арзёбӣ аз нуқтаи назари Туркия: Таҳқиқот барои таҳияи принтери маҳаллии 3B бо шуои электронӣ дар Туркия дар соҳаҳои авиатсия, мудофиа, истеҳсоли турбина, муҳандисии биотиббӣ ва истеҳсоли изофагии металлӣ намунаи арзишманди меъмории системаро пешниҳод мекунад. Хусусан коркарди хӯлаҳои реактивии титан дар вакуум, сканкунии электромагнитии шуоъ ва барномарезии параметрҳои раванд барои ҳар маҳсулот метавонад ба зерсохторҳои тадқиқотие, ки дар Туркия таҳия мешаванд, мутобиқ карда шавад. Аммо барои ба даст овардани ҳамин натиҷаҳо дар Туркия бояд бо ҷузъҳои дастгоҳи маҳаллӣ, партияҳои хока, сатҳи вакуум, калибркунии шуоъ, даври ҳароратӣ, ченкуниҳои сатҳ ва санҷишҳои механикӣ тасдиқи мустақил анҷом дода шавад. Таҳқиқот исбот намекунад, ки парраҳои турбинаи истеҳсолшуда барои парвоз муносибанд ё қисмҳои тиббии нишон додашуда барои истифодаи клиникӣ бехатар, биомувофиқ ё сертификатшуда мебошанд.

Ҳадафи асосии таҳқиқот чист?

Ҳадафи таҳқиқот таҳияи технологияи истеҳсолиест, ки метавонад бо гудохтани хокаҳои металлӣ тавассути шуои электронӣ дар вакуум қисмҳои сеандозаро қабат ба қабат созад. Таҳқиқот танҳо таҷрибаи як параметри чоп нест; он сохтани ҳамзамони дастгоҳи механикии истеҳсол, манбаи шуои электронӣ, системаи вакуум, механизмҳои ҳаракат, таҷҳизоти идоракунӣ ва занҷири нармафзорро дар бар мегирад.

Муҳаққиқон системаи таҳияшударо махсусан барои авиатсия, истеҳсоли турбинаҳои газӣ, муҳандисии мошинсозӣ ва барномаҳои биотиббӣ ҷойгир кардаанд. Аммо дар таҳқиқот сертификатсия, самаранокии истеҳсоли силсилавӣ, хароҷот ё арзёбии кор дар шароити воқеии хизмат барои ин соҳаҳо анҷом дода нашудааст.

Истеҳсоли изофагӣ бо шуои электронӣ чӣ гуна кор мекунад?

Дар раванди истеҳсол хокаҳои металлӣ ба мизи истеҳсол дар камераи вакуум паҳн карда мешаванд ва минтақаҳои интихобшуда бо шуои электронии фокусшуда гудохта мешаванд. Шуоъ буриши модели рақамиро дар қабати дахлдор пайгирӣ мекунад. Вақте қабат анҷом меёбад, платформаи истеҳсол поён ҳаракат мекунад, қабати нави хока паҳн мешавад ва раванд такрор мегардад.

Истифодаи шуои электронӣ ба ҷойи лазер ҳамчун манбаи энергия ду хусусияти асосӣ медиҳад. Якум, шуоъ метавонад ба ҷойи сарвари сканкунии механикӣ бо ғалтакҳои каҷкунии электромагнитӣ зуд равона карда шавад. Дуюм, муҳити вакууми баланд барои коркарди маводҳои ба оксидшавӣ ҳассос ва аз ҷиҳати химиявӣ фаъол, ба монанди титан, муносиб аст.

Дар таҳқиқот гуфта шудааст, ки қабати хока пеш аз гудохтан метавонад то тақрибан 700–1000 °C гарм карда шавад. Муҳаққиқон изҳор мекунанд, ки қабати гарми истеҳсол бо кам кардани фарқи ҳарорат байни қабатҳои қаблан сахтшуда ва қабатҳои нав гудохташуда метавонад шиддатҳои боқимонда, тарқишҳо ва деформатсияҳоро маҳдуд кунад. Аммо ҳароратҳои дақиқи қабати истифодашуда дар таҷрибаҳо, усули ченкунии ҳарорат ва даврҳои ҳароратии намунаҳо гузориш нашудаанд.

Тартиби истеҳсолӣ дар Шакли 1 чиро нишон медиҳад?

Шакли 1 ҷузъҳои асосии раванди истеҳсоли изофагиро ба таври схемавӣ нишон медиҳад. Дар қисми болоии система тӯпи шуои электронӣ, ғалтаки фокусонӣ ва ғалтаки каҷкунӣ; дар ду тараф зарфҳои хока; дар қисми поён бошад маҳсулот, сохторҳои такягоҳӣ, қабати хока ва платформаи ҳаракаткунанда ҷойгир шудаанд.

Хока аз зарфҳо бо таъсири қувваи ҷозиба ба минтақаи истеҳсол интиқол дода мешавад. Мувофиқи мақола механизми алоҳидаи дақиқи дозакунӣ истифода намешавад; аз зарфҳо хока ба таври оммавӣ дода мешавад, то сатҳи кофии хока нигоҳ дошта шавад. Платформа пас аз истеҳсоли ҳар қабат дар меҳвари Z поён ҳаракат мекунад.

Сохтори механикии дастгоҳи таҷрибавӣ

Системаи таҷрибавии истеҳсоли изофагӣ бар асоси дастгоҳи хурди кафшерии шуои электронии навъи SV-212M таҳия шудааст. Ҷузъҳои асосии механикии дастгоҳ инҳоянд:

• Камераи вакуум,
• Қабати истеҳсол,
• Платформа ва паллети амудӣ ҳаракаткунанда,
• Зарфҳои нигоҳдорандаи хокаи металлӣ,
• Релс ё скрепери ҳаракаткунанда, ки хокаро ба сатҳи паллет паҳн мекунад,
• Гардонандаи муҳаррики барқӣ барои ҳаракати уфуқии релс,
• Роҳнамо ва муҳаррики барқӣ барои ҳаракати амудии платформа,
• Рефлектори муҳофизатӣ барои кам кардани таъсири мустақими ҳарорати баланд ба камераи вакуум.

Шакли 2 тартиби механикии дохилии камераи вакуум ва ҷузъҳои рақамгузоришудаи ҳаракатро нишон медиҳад. Шакли 3 бошад намуди физикии системаи таҷрибавиро бо тӯпи шуои электронӣ, воҳиди шиддати баланд, камераи вакуум, шкафҳои идоракунӣ ва компютери саноатӣ нишон медиҳад.

Системаи вакуум ва шуои электронӣ

Мувофиқи шарҳи мақола, системаи вакуум метавонад дар камера фишори кориро беҳтар аз 10⁻⁴ Torr таъмин кунад. Манбаи шиддати баланд тавре тавсиф шудааст, ки 60 kV шиддат ва то 100 mA ҷараён барои шуои электронӣ таъмин мекунад.

Аммо дар Шакли 4 манбаи шиддати баланд ҳамчун “60 kV/60 kW” нишонгузорӣ шудааст. Агар қиматҳои 60 kV ва 100 mA дар матн ҳамчун қиматҳои ҳадди аксари ҳамзамон тафсир шаванд, онҳо ба 6 kW мувофиқат мекунанд. Байни тамғаи 60 kW дар шакл ва қимати ҷараён дар матн номувофиқии шарҳнашуда вуҷуд дорад. Аз ин рӯ, қувваи ҳақиқии максималии шуои система танҳо бо такя ба ин мақола дақиқ муайян карда намешавад.

Системаи барқӣ ва идоракунӣ

Ҷараён, фокусонӣ ва сканкунии X–Y-и шуои электронӣ аз ҷониби контроллери сахтафзор бо номи MCP идора мешавад. Контроллер инчунин ҳаракати платформа дар меҳвари Z ва ҳаракати уфуқии механизми паҳнкунии хокаро идора мекунад.

Дар зерсохтори барқӣ ҷузъҳои зерин истифода шудаанд:

• Манбаи шиддати баланди 60 kV,
• Тӯпи шуои электронӣ, ки ба сими шиддати баланд пайваст аст,
• Қувватдиҳандаи дуканалии шакли мавҷи сканкунӣ,
• Қувватдиҳандаи сигнали фокусонии динамикӣ,
• Контроллери раванди MCP,
• Системаи гардонандаи барқии Siemens Sinamics S120,
• Муҳаррикҳои барқии Siemens Simotics 1FK7,
• Компютери саноатӣ бо системаи оператсионии Windows 10,
• Шкафи асосии идоракунӣ ва шкафи идоракунии системаи вакуум.

Дар Шакли 4 ҷараёни сигнал байни манбаи шиддати баланд, системаи вакуум, компютери саноатӣ, контроллери MCP, қувватдиҳандаи сканкунӣ, қувватдиҳандаи фокусонии динамикӣ ва системаҳои ҳаракат нишон дода шудааст. Ҷараёни шуои электронӣ I_w, ҷараёни фокусонии статикӣ I_f ва ҷараёни фокусонии динамикӣ I_fd тағйирёбандаҳои асосии идорашаванда мебошанд.

Платформаи нармафзорӣ ва сахтафзорӣ

Барои система дар ҳамкорӣ бо Materialise як платформаи нармафзорӣ ва сахтафзорӣ сохта шудааст. Платформа нармафзорҳои гуногунро аз омодасозии геометрияи маҳсулот то назорати чоп дар вақти воқеӣ ба ҳам мепайвандад.

• Нармафзори CAD: Барои сохтани геометрияи сеандозаи маҳсулот истифода мешавад.
• Materialise Magics: Барои ворид кардани модел, ислоҳи хатогиҳо, ҷойгиркунӣ, миқёскунӣ ва сохтани сохторҳои такягоҳӣ истифода мешавад.
• BuildProcessor: Моделро ба қабатҳо ҷудо мекунад; мавод, ғафсии қабат, тартиби сканкунӣ, қувваи шуоъ, суръати ҳаракат ва танзимоти фокусониро муайян мекунад.
• MCP Operator: Имкон медиҳад параметрҳо ҳангоми истеҳсол танзим шаванд, раванд дар вақти воқеӣ дида шавад ва ҳангоми зарурат параметрҳо тағйир дода шаванд.
• Toolbox: Барои конфигуратсияи контроллери MCP ва калибркунии принтери 3B истифода мешавад.

Файли супорише, ки BuildProcessor месозад, тавассути Ethernet ба контроллери MCP фиристода мешавад. Контроллер бо истифода аз геометрияи қабатҳо ва алгоритмҳои раванд дар ин файл шуои электронӣ ва ҳаракатҳои механикиро идора мекунад.

Марҳилаҳои раванди истеҳсоли қабатӣ

Дар Шакли 6 занҷири истеҳсол зери панҷ гурӯҳи асосӣ нишон дода шудааст:

1. CAD: Омодасозии тарҳ ва табдил ба STL ё формати такягоҳ.
2. Materialise Magics: Ворид кардани модел, бартараф кардани хатогиҳои геометрӣ, ҷойгиркунӣ, миқёскунӣ ва сохтани такягоҳҳо.
3. BuildProcessor: Интихоби моделҳо, таъйини мавзӯъҳои истеҳсол, ҷудокунии қабатҳо ва сохтани файли супориш.
4. Идоракунии EBM: Интихоби партияҳои мавод, ташкили вакуум, ҳамоҳангсозии шуоъ, калибркунии камера ва иҷрои истеҳсол.
5. Коркарди баъдӣ: Барқарор кардани хокаи истифоданашуда, дур кардани такягоҳҳо, коркарди сатҳ ва ҳангоми зарурат пресскунии изостатикии гарм.

Дар таҳқиқот марҳилаҳои коркарди баъдӣ ҳамчун ҷараёни умумии истеҳсол дода шудаанд. Маълум нест, ки оё намунаҳои таҷрибавӣ воқеан аз пресскунии изостатикии гарм гузаронида шудаанд ё не.

Хусусиятҳои хокаи Ti6Al4V ELI

Барои намунаҳои таҷрибавӣ хокаи хӯлаи титании Ti6Al4V ELI, ки аз ҷониби Sino-Euro Materials Technologies of Xi’an истеҳсол шудааст, истифода шудааст. Хока бо усули PREP, ки ба гудозиши плазмавӣ ва пошиши марказгурез асос ёфтааст, омода шудааст.

Тасвири микроскопи электронии Шакли 7 нишон медиҳад, ки қисми зиёди зарраҳо курашакл мебошанд. Геометрияи курашакл хусусиятест, ки ҷараёни хока ва паҳншавии мунтазами онро дар мизи истеҳсол дастгирӣ мекунад. Аммо таҳқиқот меъёрҳои миқдории морфологӣ, ба монанди дараҷаи курашаклӣ ё миқдори зарраҳои моҳвораиро намедиҳад.

Гарчанде ҳадди болоии фраксияи умумӣ дар ҷадвал 106 µm аст, қимати D90 ҳамчун 125–130 µm дода шудааст. Ин ду қимат бо ҳам мустақиман мувофиқат намекунанд. Азбаски мақола шарҳ намедиҳад, ки ҳадди элаккунии фраксия ва тақсимоти андозаи зарраҳо бо кадом усули ченкунӣ муайян шудаанд, сабаби фарқ тасдиқ карда намешавад.

Таркиби химиявии хокаи ибтидоӣ

Дар як бахши таҳқиқот номи хӯла ҳамчун “TiAl6Al4V ELI” навишта шудааст. Азбаски дигар сарлавҳаҳо, ҷадвалҳо ва натиҷаҳо пайваста ифодаи Ti6Al4V ELI-ро истифода мебаранд, ин ҳолат номувофиқии номгузорӣ ё чопӣ дар матни манбаъ аст.

Намунаҳои таҷрибавӣ чӣ гуна омода шудаанд?

Ҳамагӣ 25 намунаи мураббаъ истеҳсол шудааст. Андозаҳои уфуқии намунаҳо 24×24 mm ва ғафсии умумӣ 10 mm дода шудааст. Барои ҳар намуна суръати ҳаракати шуоъ, қувваи шуоъ ва ҷараёни фокусонии динамикӣ алоҳида муайян карда шудаанд.

Параметрҳое, ки дар ҳамаи намунаҳо яксон нигоҳ дошта шудаанд, чунинанд:

• Қадами ҷойивазкунӣ байни траекторияҳои шуоъ: 0,2 mm,
• Ғафсии қабати хока: 0,1 mm,
• Стратегияи сканкунӣ: Сканкунии дуҷониба,
• Гардиши самти сканкунӣ байни қабатҳо: 90°.

Мақола менависад, ки аз ғафсии умумии 10 mm “55 mm такягоҳи технологӣ ва 5 mm қисми бадани маҳсулот” аст. Маълумоти ғафсии умумии 10 mm ва баландии такягоҳи 55 mm наметавонанд ҳамзамон дуруст бошанд. Аз сабаби ин номувофиқии ошкори дохилӣ ғафсии воқеии қисми такягоҳ аз рӯи матн тасдиқ карда намешавад ва қимат бесадо ба 5 mm ислоҳ нашудааст.

Параметрҳои таҷриба чӣ гуна тағйир дода шудаанд?

Се ҷуфти асосии суръат ва қувваи шуоъ истифода шудааст:

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

Ҷараёни фокусонии динамикӣ аз −1,20 A то +1,27 A тағйир дода шудааст. Ҳамин тавр кӯшиш шудааст, ки дар ҳамон шароити суръат ва қувва тағйироти рафтори фокусонии шуоъ ба морфологияи сатҳ чӣ гуна таъсир мерасонад, мушоҳида карда шавад.

Барои таркиби химиявӣ кадом намунаҳо интихоб шудаанд?

Барои таҳлили химиявӣ намунаҳои рақамҳои 2, 5 ва 8 интихоб шудаанд. Дар ин се намуна ҷараёни фокусонии динамикӣ яксон, I_df = −0,61 A мебошад; суръат ва қувваи шуоъ бошад гуногунанд:

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

Ин интихоб ҳадаф дорад, ки ҷараёни фокусонии динамикӣ доимӣ нигоҳ дошта шуда, фарқи байни ҷуфтҳои суръат ва қувва омӯхта шавад. Аммо азбаски суръат ва қувва ҳамзамон тағйир дода шудаанд, таъсири алоҳидаи ин ду параметр аз ҳам ҷудо карда намешавад.

Натиҷаҳои таркиби химиявӣ

Миқдори алюминий дар ҳамаи ченкуниҳо дар диапазони %4,32–5,17 боқӣ мондааст. Муҳаққиқон изҳор мекунанд, ки ин қиматҳо нисбат ба хокаи ибтидоӣ %0,6–1,96 пасттаранд ва талафот метавонад бо тамоюли бештари бухоршавии алюминий дар вакууми баланд вобаста бошад.

Ин механизм дар таҳқиқот бо ченкунии мустақими фишори буғ ё талафоти масса санҷида нашудааст. Аз ин рӯ, сабаби коҳиши алюминий шарҳи муаллифон бар асоси шароити раванд мебошад. Азбаски аз партияҳои хокаи ибтидоӣ ченкуниҳои нуқтавӣ бо ҳамон усул пешниҳод нашудаанд, талафоти дақиқи алюминийро дар ҳар намуна нисбат ба таркиби ибтидоӣ аз нав ҳисоб кардан мумкин нест.

Қиматҳои ванадий умуман ба диапазони хокаи ибтидоӣ мувофиқанд. Оҳан дар намунаи рақами 2 дар диапазони %0,01–0,06 чен шудааст; барои намунаҳои рақами 5 ва 8 дар ҷадвал қимат дода нашудааст. Дар спектри Шакли 10 титан ҳамчун қуллаи асосӣ ва алюминий ва ванадий ҳамчун қуллаҳои хурдтар дида мешаванд.

Тасвирҳои сатҳии SEM чиро нишон медиҳанд?

Сатҳҳо бо микроскопи электронии сканкунандаи Philips SEM-515 омӯхта шудаанд. Дар Шакли 9 минтақаи марказии намуна ва контури маҳсулот дар чор канор ҳамчун минтақаҳои ҷудогонаи таҳлил нишон дода шудаанд.

Шакли 11 нӯҳ тасвири сатҳро муқоиса мекунад, ки дар шароити суръати шуои 780 mm/s ва қувваи 675 W ҷараёни фокусонии динамикӣ аз −1,20 A то +1,27 A тағйир дода шудааст. Дар аксари сатҳҳо морфологияи рахдор ва самтдор, ки самти сканкуниро пайгирӣ мекунад, дида мешавад.

Бо тағйир ёфтани ҷараёни фокусонии динамикӣ фарқҳои визуалии зерин ба вуҷуд меоянд:

• Равшании рахҳо тағйир меёбад.
• Фосилаи байни мавҷҳои сатҳ ё қуллаҳои барҷастагӣ тағйир меёбад.
• Дар баъзе намунаҳо минтақаҳои маҳаллии микрон ноҳамвор дида мешаванд.
• Дар баъзе шароит сатҳи мавҷнок ва номунтазамтар ба вуҷуд меояд.
• Баландӣ ва пайвастагии намоёни барҷастагии сатҳ тағйир меёбад.

Дар Шакли 12 се намуна дар шароити 240 mm/s ва 270 W нишон дода шудаанд. Дар баъзе минтақаҳои ин сатҳҳо сохтори равшани рахдор заиф шуда, фосилаи байни барҷастагиҳои сатҳ дағалтар шудааст. Муаллифон ин тағйиротро бо шароити гуногуни гармшавӣ ва хунукшавӣ вобаста мекунанд.

Тасвирҳо дастгирӣ мекунанд, ки морфологияи сатҳ вобаста ба параметрҳо тағйир меёбад; аммо дар таҳқиқот ченкуниҳои миқдорӣ, ба монанди Ra, Rz, баландии қулла, фосилаи рахҳо ё дараҷаи ковокӣ дода нашудаанд. Аз ин рӯ, муайян кардан мумкин нест, ки кадом маҷмӯи параметрҳо сатҳи “ҳамвортарин” ё “баландсифаттарин”-ро бо меъёри ададии муайян ташкил кардааст.

Парраҳои турбина ва моделҳои маҳсулоти тиббӣ

Пас аз корҳои оптимизатсия дар дастгоҳи таҷрибавӣ парраҳои статории турбинаи газӣ, модели импланти косахонаи сар ва қисмҳое, ки биопротез номида шудаанд, истеҳсол карда шуданд.

Дар Шакли 13 моделҳои парраи статор, ки аз ду хокаи гуногун истеҳсол шудаанд, нишон дода мешаванд:

• Хокаи курашакли Ti6Al4V ELI дар диапазони 45–106 µm, ки бо усули PREP истеҳсол шудааст,
• Хокаи номунтазам дар диапазони 63–160 µm, ки бо усули HDH истеҳсол шудааст, VT-20.

Аксҳо нишон медиҳанд, ки геометрияи умумии қисмҳоро истеҳсол кардан мумкин аст. Аммо ченкунии профили парра, таҳаммулҳои андозагӣ, ноҳамвории сатҳ, холигии дохилӣ, қувваи механикӣ, хастагӣ ё кори ҳарорати баланд гузориш нашудаанд.

Дар Шакли 14 модели компютерии импланти сӯрохдори косахонаи сар ва нусхаи чопшудаи он; дар Шакли 15 бошад ду геометрияи биопротез ва маҳсулоти чопшуда ҷой доранд. Ин қисмҳо аз хокаи Ti6Al4V ELI истеҳсол шудаанд. Дар таҳқиқот фарҳанги ҳуҷайра, ситотоксикӣ, биомувофиқӣ, стерилизатсия, тозагии сатҳ, таҷрибаи ҳайвонот ё арзёбии истифодаи клиникӣ анҷом дода нашудааст. Аз ин рӯ, тасвирҳо бояд танҳо ҳамчун намоиши истеҳсоли геометрӣ арзёбӣ шаванд.

Нуқтаҳои қавии таҳқиқот кадомҳоянд?

• Дастгоҳи таҷрибавии муттаҳидшудае таҳия шудааст, ки ҷузъҳои механикӣ, барқӣ, вакуумӣ ва нармафзориро дар бар мегирад.
• Сканкунӣ ва фокусонии шуои электронӣ ва ҳаракати платформаи истеҳсол барномарезишаванда шудаанд.
• Бо хокаи воқеии Ti6Al4V ELI 25 намуна истеҳсол шудааст.
• Се ҷуфти гуногуни суръат–қувва ва диапазони васеи ҷараёни фокусонии динамикӣ санҷида шудаанд.
• Морфология ва таркиби химиявии хокаи ибтидоӣ гузориш шудаанд.
• Дар намунаҳои интихобшуда таркиби химиявӣ ва морфологияи сатҳ омӯхта шудаанд.
• Илова ба намунаҳои оддӣ, парраи турбина ва геометрияҳои мураккаби тиббӣ чоп шудаанд.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот кадомҳоянд?

• Гарчанде 25 намуна истеҳсол шудааст, шумораи такрорҳои мустақил барои ҳар параметр дода нашудааст.
• Азбаски дар тарҳи таҷриба суръат ва қувва ҳамзамон тағйир дода шудаанд, таъсири онҳоро алоҳида муайян кардан мумкин нест.
• Таҳлили химиявӣ танҳо дар се намуна ва ҳамагӣ нӯҳ нуқтаи ченкунӣ анҷом дода шудааст.
• Калибркунии усули таҳлили химиявӣ, ҳадди ошкоркунӣ ва номуайянии ченкунӣ шарҳ дода нашудаанд.
• Пас аз чоп миқдори оксиген, нитроген, гидроген ва карбон чен нашудааст.
• Зичӣ, ковокӣ, норасоии гудозиш ва тарқишҳои дохилӣ ба таври миқдорӣ омӯхта нашудаанд.
• Сарфи назар аз тасвирҳои SEM, қиматҳои миқдории ноҳамвории сатҳ дода нашудаанд.
• Таҳлили микросохтор, тақсимоти фаза, андозаи дона ва текстура анҷом дода нашудааст.
• Натиҷаҳои кашиш, сахтӣ, зарба, хастагӣ, хазиш ё устувории шикаст пешниҳод нашудаанд.
• Дақиқии геометрӣ ва таҳаммулҳои андозагии маҳсулот чен нашудаанд.
• Барои вакуум, ҳарорати қабат ва даври ҳароратӣ маълумоти дар давоми таҷриба сабтшуда дода нашудааст.
• Парраҳои турбина дар шароити муҳаррики воқеӣ санҷида нашудаанд.
• Дар маҳсулоти тиббӣ биомувофиқӣ ё амнияти клиникӣ тасдиқ нашудааст.
• Истеъмоли энергия, вақти истеҳсол, ҳиссаи барқарорсозии хока ва таҳлили хароҷот вуҷуд надоранд.

Таҳқиқот чиро дастгирӣ мекунад?

• Системаи таҷрибавии истеҳсоли изофагӣ бо шуои электронӣ сохта шудааст, ки метавонад хокаи металлиро дар вакуум гудозад.
• Система тавонистааст аз моделҳои рақамии барномарезишуда маҳсулоти қабатӣ истеҳсол кунад.
• Аз хокаи Ti6Al4V ELI 25 намунаи таҷрибавӣ истеҳсол шудааст.
• Суръат, қувва ва ҷараёни фокусонии динамикии шуои электронӣ морфологияи сатҳро тағйир додаанд.
• Дар намунаҳои интихобшуда миқдори алюминий аз диапазони барои хокаи ибтидоӣ додашуда пасттар мондааст.
• Система тавонистааст геометрияи парраи турбина ва қисмҳои мураккаби тиббиро ба таври физикӣ созад.

Таҳқиқот чиро исбот намекунад?

• Ин таҷрибаҳо исбот намекунанд, ки қисмҳои истеҳсолшуда ҳамон хусусиятҳои механикии маҳсулоти рехташударо доранд.
• Нишон намедиҳанд, ки ягон параметри муайяни раванд аз ҷиҳати қувваи механикӣ оптималӣ аст.
• Исбот намекунанд, ки парраҳои турбина метавонанд дар турбинаи газии воқеӣ бехатар кор кунанд.
• Нишон намедиҳанд, ки қисмҳои тиббӣ барои истифода дар бадани инсон муносиб ё бехатар мебошанд.
• Иқтидори истеҳсоли силсилавӣ, бартарии иқтисодӣ ё эътимоднокии саноатии дастгоҳро тасдиқ намекунанд.
• Исбот намекунанд, ки талафоти алюминий танҳо аз бухоршавӣ сарчашма мегирад.
• Нишон намедиҳанд, ки маҳсулоти бе ковокӣ, пурзич ё бе нуқсон истеҳсол шудааст.

Усул ва натиҷаҳои таҳқиқот

Хулосаи техникии усул

Параметрҳои чопи бисту панҷ намуна

Натиҷаҳои асосии таҷрибавӣ

• Бисту панҷ намунаи Ti6Al4V ELI дар системаи таҷрибавии шуои электронӣ истеҳсол шудаанд.
• Дар сатҳҳо асосан микрорелефи рахдор вобаста ба самти сканкунӣ дида шудааст.
• Ҷараёни фокусонии динамикӣ намуди рахҳо, мавҷнокии сатҳ ва микрон ноҳамвории маҳаллиро тағйир додааст.
• Дар шароити 240 mm/s ва 270 W дар баъзе сатҳҳо сохтори равшани рахдор заиф шуда, релефи дағалтар ба вуҷуд омадааст.
• Дар таҳлилҳои химиявӣ алюминий дар диапазони %4,32–5,17 ва ванадий дар диапазони %4,04–4,63 чен шудааст.
• Гузориш шудааст, ки миқдори алюминий нисбат ба хока %0,6–1,96 пасттар аст.
• Миқдори оҳан дар нуқтаҳое, ки чен шудааст, дар сатҳи %0–0,06 боқӣ мондааст.
• Аз хокаҳои Ti6Al4V ELI ва VT-20 геометрияҳои таҷрибавии парраи статории турбина истеҳсол шудаанд.
• Аз хокаи Ti6Al4V ELI геометрияҳои мураккабе чоп шудаанд, ки ҳамчун импланти косахонаи сар ва биопротез пешниҳод шудаанд.

Формула ва арзёбии оморӣ

Дар таҳқиқот ягон муодилаи раванд, формулаи зичии энергия ё модели интиқоли гармӣ мустақиман пешниҳод нашудааст. Аз ин рӯ, аз қувваи шуоъ, суръат ва геометрияи қабат ҳисоби нави зичии энергия сохта нашудааст.

Дар таҳқиқот миёна, инҳирофи стандартӣ, фосилаи эътимод, таҳлили дисперсия, регрессия, қимати p ё ҳадди аҳамият дода нашудааст. Нуқтаҳои такрорӣ дар ҷадвали таркиби химиявӣ аз ҷиҳати оморӣ ҷамъбаст нашудаанд. Аз ин рӯ, аҳамияти омории фарқҳои байни шароити гуногуни истеҳсол муайян карда намешавад.

Ёддошт оид ба манбаъ ва усул

Номи пурраи аслии таҳқиқот: Additive Electron Beam Technology for Manufacture of Metal Products from Powder Materials

Муаллифон ва тартиби дуруст: Vladyslav Matviichuk, Vladimir Nesterenkov, Olena Berdnikova. Дар мақолаи баррасишуда номҳо ҳамчун V.A. Matviichuk, V.M. Nesterenkov ва O.M. Berdnikova дода шудаанд; номҳои пурра аз саҳифаҳои академии муаллифон, ки бо сабтҳои ORCID-и мақола мувофиқанд, тасдиқ шудаанд.

Муаллифи якуми баробар ё саҳми баробар: Маълумоти муаллифи якуми баробар ё саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Vladimir Nesterenkov

Робитаи институтсионалӣ: E.O. Paton Electric Welding Institute of the National Academy of Sciences of Ukraine, 11 Kazymyr Malevych Street, 03150 Kyiv, Украина

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

Маҷалла: The Paton Welding Journal

Маълумоти нашр: 2022, Шумораи 2, саҳифаҳои 16–25

Ношири аслӣ: International Association “Welding”

Платформаи нашр: Paton Publishing House

Навъи манбаъ: Мақолаи аслии тадқиқотии аз тақризи ҳамсолон гузашта, ки таҳияи таҷҳизоти таҷрибавӣ, таҳқиқоти раванд ва омӯзиши маводро дар бар мегирад

Ҳолати тақриз: Мувофиқи сиёсати расмии нашрии The Paton Welding Journal, мақолаҳои пешниҳодшуда аз тақризи ҳамсолон мегузаранд.

Пайванди расмии нашр:Саҳифаи расмии мақола дар Paton Publishing House

Ёддошти санаи библиографӣ: Мақола дар шумораи феврали 2022-и The Paton Welding Journal нишон дода шудааст; дар охири матн санаи қабул барои баррасӣ 13 декабри 2021 ва санаи қабул 31 марти 2022 дода шудааст. Он ки санаи қабул баъд аз моҳи шумораи маҷалла аст, номувофиқии санае мебошад, ки дар манбаъ шарҳ дода нашудааст.

Ин шарҳи туркӣ бо баррасии матни таҳқиқоти боршуда, схемаҳои дастгоҳ, диаграммаҳои системаи идоракунӣ, ҷараёни нармафзор, тасвири хока, чор ҷадвал, аксҳои 25 намуна, спектри химиявӣ, тасвирҳои сатҳии SEM ва намунаҳои маҳсулоти чопшуда омода шудааст. Манбаъҳои беруна танҳо барои тасдиқи библиографии номҳои пурраи муаллифон, DOI, маҷалла, ношир, пайванди расмӣ ва ҳолати тақриз истифода шудаанд. Натиҷаҳои илмие, ки дар таҳқиқот вуҷуд надоранд, ба мақола илова нашудаанд.

Маҳдудиятҳои асосии таҳқиқот набудани такрорҳои мустақил барои параметрҳо, чен нашудани хусусиятҳои механикӣ, маҳдуд шудани таҳлили химиявӣ ба се намуна, анҷом нашудани таҳлили миқдории ноҳамвории сатҳ ва нуқсонҳо, дода нашудани таҳаммулҳои геометрӣ ва набудани тасдиқи саноатӣ ё клиникӣ мебошанд. Парраҳои турбина ва қисмҳои тиббии нишон додашуда қобилияти система барои истеҳсоли геометрияҳои мураккабро нишон медиҳанд; истифодаи воқеӣ дар муҳаррик ё амнияти клиникиро исбот намекунанд.